motori skripta

176
OSNOVNE STRUKOVNE STUDIJE DRUMSKI SAOBRAĆAJ VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA DRUMSKI SAOBRAĆAJ STRUKOVNIH STUDIJA KRAGUJEVAC 2013 GODINA MOTORI MOTORI dr dr DUŠAN DUŠAN B NESTOROVIĆ NESTOROVIĆ prof prof str str st st dr dr DUŠAN DUŠAN B. . NESTOROVIĆ, NESTOROVIĆ, prof prof. str . . str . st st.

Upload: mijailovic-lidija

Post on 28-Dec-2015

290 views

Category:

Documents


9 download

DESCRIPTION

motorna vozila

TRANSCRIPT

Page 1: MOTORI skripta

OSNOVNE STRUKOVNE STUDIJE DRUMSKI SAOBRAĆAJ

VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA DRUMSKI SAOBRAĆAJSTRUKOVNIH STUDIJA KRAGUJEVAC2013 GODINA

MOTORIMOTORI

drdr DUŠANDUŠAN BB NESTOROVIĆNESTOROVIĆ profprof strstr ststdrdr DUŠANDUŠAN BB. . NESTOROVIĆ, NESTOROVIĆ, profprof. str. . str. stst..

Page 2: MOTORI skripta

I USLOVI KOJE STUDENT TREBA DA ISPUNI I.USLOVI KOJE STUDENT TREBA DA ISPUNI da bi stekao uslov da izađe na ispit:da bi stekao uslov da izađe na ispit:

Da prisustvuje minimalno 60% predavanjima iDa prisustvuje minimalno 60% predavanjima i 80% vežbama ………………………....................…10 poena (2X5 poena).

Da položi dva kolokvijuma(koji se rade pismeno) ………..……………………. 20 poena (2X10 poena).

(minimalno 50% po kolokvijumu)

Da uradi i odbrani seminarski rad …………………20 poena.(minimalno 50%)

Minimalan broj poena za izlazak na ispit je ....................30 poena.

Ispit se polaže pismeno bez korišćenja literature i traje 2 h (tri pitanja i moraju se znati odgovori na sva tri za pozitivnu ocenu - minimalno 50%moraju se znati odgovori na sva tri za pozitivnu ocenu - minimalno 50% svako od pitanja). Odgovori moraju biti obavezno praćeni odgovarajućim skicama.

Page 3: MOTORI skripta

II NEDELJNI FOND ČASOVAII. NEDELJNI FOND ČASOVA

3 (predavanja)+3 (vežbe)

III.LITERATURA:

M. Tomić, S. Petrović;MOTORI SUS, Mašinski fakultet u Beogradu, 2004. godine

R. Pešić, S. Petković, S. Veinović; Motorna vozila i motori OPREMA, Mašinski fakultet Banja Luka-Kragujevac, 2008

S. Veinović, R. Pešić, S. Petković; POGONSKI MATERIJALI MOTORNIH VOZILA, Banja Luka-Kragujevac, 2000.g.

N Ć ć AUTOMOBILSKI MOTORI S b ć j i f k lt t B dN. Ćućuz; AUTOMOBILSKI MOTORI, Saobraćajni fakultet u Beogradu, 1997g.

D.Nestorović; MOTORI, Skripta sa predavanja, Visoka tehnička škola strukovnih studija u Kragujevcu 2013strukovnih studija u Kragujevcu 2013

Page 4: MOTORI skripta

1. UVODNA RAZMATRANJAPrvi pokušaji ostvarenja motora SUS datiraju jos iz XVII. veka.

Prvi motor SUS koji je bio namenjen za vršenje rada u industriji pronašao je 1678 godine Hautefeuillepronašao je 1678. godine Hautefeuille. Prvi model električnog vozila napravioje Mađar Anjoš Edlik 1828 godine Prve gorive ćelije razvio je Velški fizičar Vilijem Grou (William Grove) 1839. godine.1839. godine.

Tek u toku XIX veka pojavio se čitav niz patenata motora SUS. Neki od bitnijih datuma: 1. Oto Nikolaus 1876. godine realizuje prvi četvorotaktni motor sa električne varnice, 2. Clerk 1882. paljenjem pomoću godine realizuje prvi dvotaktni motor, 3 D i l i B 1887 i k i tili kli i t k t j t ičk3. Daimler i Benz su 1887. iskoristili klipni motor za pokretanje putničkog automobila, 4. Rudolf Dizel 1892. godine realizuje prvi dizel motor sa ubrizgavanjem goriva u cilindar i samo paljenjem putem sopstvene energijegoriva u cilindar i samo paljenjem putem sopstvene energije, 5. Feliks Vankel 1956. godine realizuje prvi rotacioni motor.

1

Page 5: MOTORI skripta

Još neki od važnijih datuma za razvoj motora SUS i automobila:automobila:

- nafta otkrivena 1859. - prvi pneumatik napravljen 1888 (Dunlop)

izgled jednog od prvih automobila sa motorom SUS

2

Page 6: MOTORI skripta

izgled jednog od prvih automobila na električni pogon

3

Page 7: MOTORI skripta

Izgled jednog savremenog modela automobilaIzgled jednog savremenog modela automobila

4

Page 8: MOTORI skripta

5

Aktuelni koncepti pogona vozila

Page 9: MOTORI skripta

PITANJE :

1 NABROJATI AKTUELNE KONCEPTE POGONA VOZILA I1. NABROJATI AKTUELNE KONCEPTE POGONA VOZILA I OBJASNITI .

6

Page 10: MOTORI skripta

2. DEFINICIJE I VRSTE MOTORA

Pod pojmom motor podrazumeva se pogonska mašina koja neki vid energije pretvara u mehanički rad. Zavisno, od toga, koji se vid energije pretvara u mehanički rad razlikuju se sledeći motori:energije pretvara u mehanički rad razlikuju se sledeći motori:

U pogledu načina korišćenja energije, motori koji se koriste kao pogonski agregati vozila dele se u dve osnovne grupe:pogonski agregati vozila dele se u dve osnovne grupe:

- motori koji vrše transformaciju neke vrste energije u mehanički rad irad i

- motori koji koriste akumuliranu energiju.

7

Page 11: MOTORI skripta

Uzimajući u obzir koji se motori danas koriste za pogon vozila i trendove koji ukazuju na buduća kretanja u ovoj oblasti, pogonskitrendove koji ukazuju na buduća kretanja u ovoj oblasti, pogonski agregati mogu se razvrstati u sledeće grupe:

Stirling motor

(STIRLING MOTOR)(STIRLING MOTOR)

8

Podela i vrste pogonskih mašina

Page 12: MOTORI skripta

2 1 POGON VOZILA ELEKTRO MOTORIMA2.1. POGON VOZILA ELEKTRO MOTORIMA

Vozila na električni pogon (EV) su se pojavila uporedo ili čak pre il t i t š ji j (SUS)vozila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS).

U to vreme pogonski sistem EV sačinjavali su:

- olovni akumulatori i

- motor jednosmerne struje čija je brzina regulisana posredstvom otpornikaposredstvom otpornika.

Primat SUS motora nad električnim pogonom osiguran je oko 1915.godine. Tada su stepen i brzina razvoja SUS motora u odnosu na g p jelektrični pogon bili takvi da su zadovoljavali težnju ljudi za sve bržim i snažnijim vozilima. Posledica svih nepovoljnih uslova za razvoj EV dovela je do gotovo potpunog prestanka razvoja i

9

proizvodnje električnih vozila oko 1920. godine.

Page 13: MOTORI skripta

Renesansa EV nastupa šezdesetih godina sa željom da se ekološki problemi, nastali zbog korišćenja vozila svedu na što je moguće manju meru.

Energetska kriza sedamdesetih dodatno je ubrzala istraživanja naEnergetska kriza sedamdesetih dodatno je ubrzala istraživanja na polju razvoja EV .

Jedan od osnovnih nedostataka EV u odnosu na klasična vozila (sa (SUS motorom) leži u činjenici da je radijus ovakvih vozila znatno manji. Kao kompromisno rešenje pojavljuju se Hibridna električna vozila, koja kombinuju dva različita pogona, od kojih je jedan električni.

10

Page 14: MOTORI skripta

2 1 1 BATERIJSKI ELEKTRO POGON2.1.1. BATERIJSKI ELEKTRO POGON

Vozila sa ovom vrstom pogona poznata su po skraćenici BEV (battery electric vehicle). )

Regulisanje napona i uključivanja elektromotora obezbeđeno je kontrolerom. jElektromotor, koji se napaja baterijama predaje moment i obrtno kretanje točkovima preko transmisije.

Pogonske baterije se pune iz eksterne električne mreže

Šematski prikaz baterijskog elektropogona

iz eksterne električne mreže preko ispravljača.

11

Page 15: MOTORI skripta

Masovnija upotreba BEV zavisi od napretka u tehnologiji baterija. Aktuelna ciljna kategorija baterija u razvoju jeste litijum jonska (Li-ion). Ova baterija obezbeđuje najbolje performanse vozila (ubrzanje, radijus kretanja). Punjenje i pražnjenje je brže nego kod olovnih (Pb) i nikl metal hidridnih (NiMH) baterija. Manje su zapremine (tipično 40%) i težine (50%) od NiMH. Ek l ški d b ij d b t ij b i ikl i lEkološki su podobnije u odnosu na baterije bazirane na niklu i olovu. Sadrže do tri puta više energije po jedinici težine i zapremine od konvencionalnih olovnih i nikl metal hidridnih baterija.

gust

Prednosti BEVa su: - nulta emisija izduvnih

tina

e

gasova,

Nedostaci BEV-a: k lj d iln

ergi

- skuplja su od vozila sa motorima SUS, - autonomija kretanja limitirana i trenutno se kreće do 150 km

12

je

godina

Razvoj baterija za elektro-automobile

i trenutno se kreće do 150 km.

Page 16: MOTORI skripta

13Primer varijante primene BEV na automobilu

Page 17: MOTORI skripta

14Primer varijante primene BEV na automobilu

Page 18: MOTORI skripta

2 1 2 ELEKTROMOTORI SA GORIVIM ĆELIJAMA2.1.2. ELEKTROMOTORI SA GORIVIM ĆELIJAMA

Primena gorivih ćelija u pogonskom agregatu podrazumeva vodonik kao gorivo. gPrve gorive ćelije razvio je Velški fizičar Vilijem Grou (William Grove) 1839. godine. Gorive ćelije su galvanske ćelije koje proizvode električnu energiju iz energije koja se oslobađa hemijskom reakcijom goriva koje se kontinualno dovodi sa oksidacionim sredstvom. Obično se pod ovim pojmom podrazumevaju vodonično-kiseonične gorive ćelije. G i ć lij h ij ki i i l kt ič ij OGorive ćelije su hemijski izvori električne energije. One se ne moraju prethodno puniti već se reagensi, iz rezervoara, uvode u ćeliju. Najefikasnije gorive ćelije su one koje koriste vodonik. Gorive ćelije električnu energiju proizvode neposredno i stoga biGorive ćelije električnu energiju proizvode neposredno i stoga bi trebalo da budu efikasnije, jednostavnije i pouzdanije. Za sada, njihovu upotrebu sprečavaju tehničke prepreke.

15

Page 19: MOTORI skripta

Vodonik prolazi kroz komoru sa kanalima sa strane anode, dok kiseonik, iz vazduha, struji kroz komoru sa kanalima na strani katode. Anoda je j jizrađena od platine i izaziva reakciju kojom se atomi vodonika dele na pozitivne jone (protone) i negativne (elektrone). Obe vrste jona privlači katoda. Između anode i katode se nalazi polimerna elekrolitska membrana

(PEM – Polzmer Electrolyte Membrane) koja propušta samo pozitivno naelektrisane jone da

đ k j d k t d Zbprođu kroz nju do katode. Zbog toga su elektroni „primorani“ da se kreću spoljnim krugovima, stvarajući tako električnu strujustvarajući tako električnu struju. Elektroni i pozitivni joni vodonika sa kiseonikom na katodi formiraju vodu koja izlazi iz ćelije

Princip rada gorive ćelije

vodu, koja izlazi iz ćelije.

Konverzija vodonika u električnu energiju u gorivoj ćeliji teoretski je

16

j g j g j j jmoguća maksimalno od 50-60%, dok je u praksi taj procenat znatno manji i kreće se od 25 - 30%.

Page 20: MOTORI skripta

Ne postoje tehnička rešenja primene gorivih ćelija koja bi udovoljavalai ht i k ji t lj j d i kisvim zahtevima koji se postavljaju pred savremenim pogonskim

agregatima, zato još uvek prednost, u primeni, imaju motori SUS.

Glavni razlozi primene gorivih ćelija u budućnosti temelji se na :Glavni razlozi primene gorivih ćelija u budućnosti temelji se na :-velikom stepenu iskorišćenja i-malom negativnom uticaju na okolinu.

Stepen iskorišćenja znatno je veći nego u svim do sada upotrebljavanimtermičkim procesima za proizvodnju elektrićne energije. Količinaotpadne toplote iz gorivih ćelija manja je nego iz konvencionalnih

t j j d kti j d ž št t t jk

Pre masovnije primene gorivih ćelija treba rešiti dva ključnaproblema:

postrojenja, a produkti sagorevanja ne sadrže štetne sastojke.

p

- zamena plemenitih metala kao materijala elektroda, s drugim, jeftinijim i pristupačnijim materijalima i

17

-produžiti trajnost i pouzdanost gorivih ćelija.

Page 21: MOTORI skripta

Moguća napajanja gorive ćelije vodonikom

pogon vozila gorivom ćelijom direktnim stvaranjem vodonika

REFORMERTE NO GORIVO:Č

METANOLBENZIN

DIZEL GORIVO direktnim stvaranjem vodonika razlaganjem tečnog goriva

GORIVA ELIJAĆ

REGULACIJA SNAGE

OPCIONA BATERIJA

ELEKTRO MOTOR

POGONSKI SKLOP

REZERVOAR VODONIKA(SABIJENI ILI TEČNI)

OPCIONA BATERIJA (HIBRIDNI POGON)

GORIVA ELIJAĆ

REGULACIJA SNAGE

ELEKTRO MOTOR

POGONSKI SKLOP

pogon vozila gorivom

18

OPCIONA BATERIJA (HIBRIDNI POGON)

ćelijom napajanjem vodonikom iz rezervoara

Page 22: MOTORI skripta

Primer varijante primene gorivih ćelija na biciklu

19

Page 23: MOTORI skripta

Primer varijante primene gorivih ćelija na automobilu

20

Page 24: MOTORI skripta

Primer varijante primene gorivih ćelija na autobusu

21

Page 25: MOTORI skripta

2.2. HIBRIDNI POGONI

Hibridni pogon se koristi, se pre svega kod drumskih i železničkih vozila. Objedinjuje prednosti pogonskih sistema koji ga sačinjavaju,

Hibridni pogon podrazumeva pokretanje vozila pomoću nekoliko

tako što pri različitim režimima vožnje, koristi prednosti različitih sistema pogona.

Hibridni pogon podrazumeva pokretanje vozila pomoću nekoliko različitih izvora energije. Najčešći koncept hibridnog pogona predstavlja jedno vozilo sa dva motora (različitih pogona). Svaki od motora radi prema potrebi odnosno zavisno od uslova vožnje u kojem se nalaziprema potrebi odnosno zavisno od uslova vožnje u kojem se nalazi vozilo, dok postoje periodi kada su oba motora u funkciji. Ovakav koncept omogućava uštedu energije uz značajno manje zagađenje životne sredine.

Vozilo na hibridni pogon može da radi samo u elektro modu, i u tom slućaju vozilo ima nultu emisiju. To je naročito važno kod gradske

ž

22

vožnje.

Page 26: MOTORI skripta

U opciji su sledeće vrste hibridnog pogona:U opciji su sledeće vrste hibridnog pogona:

- SUS motor + elektromotor + akumulator (preovlađujuće)- SUS motor + elektromotor + spoljašnji izvor električne energije (trola)

SUS motor + zamajac

Prednosti hibridnog pogona su:

- SUS motor + zamajac- Gasna turbina + generator + akumulator + elektromotor

g p g- nizak nivo buke, - mala emisija izduvnih gasova i - veliki stepen korisnosti.veliki stepen korisnosti.

Glavni nedostaci su:- velika cena vozila,

lik il ( d i kl ič i i ) i- velika masa vozila (odnosu na ista sa klasičnim pogonima) i - manji prtljažni, odnosno tovarni prostor

Sto se tiče bezbednosti hibridni automobili su jednako bezbedni

23

Sto se tiče bezbednosti, hibridni automobili su jednako bezbednikao i automobili sa klasičnim pogonima.

Page 27: MOTORI skripta

2.2.1. HIBRIDNO ELEKTRIČNO VOZILO (HEV)

Hibridna električna vozila (HEV- Hybrid Electric Vehicle) najčešće imaju kombinaciju pogona sa elektro motorom i motorom SUS.Najčešće se izvodi u dve verzije: j j

- Vozilo sa serijskim hibridnim pogonom i - Vozilo sa paralelnim hibridnim pogonom.

Vozilo sa serijskim hibridnim pogonom u gradskoj vožnj i pri vožnjiVozilo sa serijskim hibridnim pogonom u gradskoj vožnj i pri vožnji konstantnom brzinom pokreće se elektromotorom, koji se električnom energijom snabdeva iz baterija. Vučni moment pogonski točkovi dobijaju

od elektromotora i u ovoj varijanti motor REZERVOAR PRIKLJUČAK ZA j j

SUS nije aktivan (njegova spojnica je isključena). Za to vreme motor SUS pokreće generator, koji napaja

REZERVOAR

MOTOR SUSBATERIJA

PRIKLJUČAK ZAEL. MREŽU

električnom energijom elektromotor, a viškom električne energije pune se baterije.

GENERATOR

ELEKTROMOTOR

24

Serijski hibridni pogon

Page 28: MOTORI skripta

Kod paralelnog hibridnog pogona vučni moment obezbeđuje SUS motor ili elektromotor. Istovremeno motor SUS pokreće generator koji električnom energijom

j l kt t išk b t ijnapaja elektromotor, a viškom se pune baterije.

REZERVOAR PRIKLJUČAK ZAEL MREŽU

Paralelni hibrid koristi se, dakle, motorom SUS kao glavnim pogonskim

MOTOR SUSBATERIJA

EL. MREŽUagregatom, dok elektromotor samo asistira kada je potrebna veća snaga -pri ubrzavanju vozila ili savladavanju

U slučaju većeg opterećenja ili pri vožnji na većim distancama pogon

GENERATOR

ELEKTROMOTOR

uspona.

daje motor SUS. Tada se preko generatora dopunjuju baterije.

25

Paralelni hibridni pogon

Page 29: MOTORI skripta

Da bi se povećao radijus kretanja EV i smanjila potrošnja HEV uvodi se regenerativno ili rekuperativno kočenje Pri ovakvom usporavanju vozilaregenerativno ili rekuperativno kočenje. Pri ovakvom usporavanju vozila elekro motor prelazi u generatorski režim rada, pri čemu se vrši dopunjavanje baterija. Zahtev za regeneracijom se automatski

sprovodi zahvaljujući kontrolnoj elektronicisprovodi zahvaljujući kontrolnoj elektronici koja obezbeđuje odgovarajuće upravljačke signale za energetski pretvarač. Na ovaj način povećanje radijusa kretanja

MOTOR SUS

j p j j jmože da iznosi od 5-10%. Osim povećanja radijusa kretanja ovakvo kočenje omogućava uštedu na održavanju ELEKTROMOTOR

REGENERATIVNO KOČENJE

kočnih obloga.

BATERIJA

Korišćenjem regeneracije utiče se i na lakoću i udobnost upravljanja vozilom. P št j d l l i

G O R I V O

Puštanjem pedale regulacionog organa praktično se dobija vozilo sa jednom pedalom. Potreba za mehaničkim kočnicama javlja se

26

Regenerativno kočenje

Potreba za mehaničkim kočnicama javlja se samo u izuzetno ekstremnim uslovima vožnje(maximalnim i minimalnim).

Page 30: MOTORI skripta

2.3. PLUG-IN HIBRIDNO ELEKTRIČNO VOZILO (PHEV)

Plug-in hibridna električna vozila (PHEV) koriste baterije koje se pune spoljnim izvorom električne energije (na normalnu električnu utičnicu). Ostale komponente su iste kao kod drugih električnih pogona. Danas se PHEV najviše koriste kao putnički automobili, ali ima i komercijalnih vozila i kombija, komunalnih kamiona, autobusa, motocikala, skutera i vojnih vozila.

27

Raspored karakterističnih agregata kod PHEV

Page 31: MOTORI skripta

Uporedni pregled opreme vozila na eletro i hibridni pogon

BEV Plug- In HibridBEV B t ij k l kt ič il

Elekxxtxxxxxxxxxxxx xromotor

Regenerativno kočenje

PHEV Pl I Hib id

MotorSUS

Regenerativno kočenje HibridBEV- Baterijsko električno vozilo1. Nema motor SUS2. Ograničeno tehnologijom

baterija-Ograničen radijus-Znatna cena baterija

ElektromotorrPHEV – Plug-In HibridKoristi električni motor, baterije i motor SUS kao podršku. Baterije mogu da se

Elekxxtxxxxxxxxxxxx xromotor

Regenerativno kočenje

Elektromotor

Baterije

Hibrid

Znatna cena baterija-Dugo vreme punjenja

Elekxxtromotor

Baterije

pune upotrebom standardne električne mreže.

Gorivo

Elekxxtromotor

j

Gorive ćelije

Hibrid

ElekxxtxxxxxxxxxxxxromotorRegenerativno kočenje

El kt t

MotorSUS

HEV – hibridno električno voziloKoristi motor SUS u kombinaciji sa elektromotorom/generatorom i baterijamaSerijski hibrid:

FCEV – Električno vozilo sa gorivim ćelijama

Regenerativno kočenjeElekxxtxxxxxxxxxxxx xromotor

Elektromotor

Baterije

Elektromotor

Elekxxtromotor

jMotor SUS pokreće generator, koji napaja strujom elektromotor, a koji pogoni točkove. Višak struje puni baterije

sa gorivim ćelijamaNe koristi motor SUS. Radi kao serijski hibrid, s tim što ulogu motora SUS preuzimaju gorive ćelije koje obezbeđuju Elekxxtromotor

ElekxxtromotorBaterije

Elektromotor

Gorive ćelije

GorivoParalelni hibrid: Točkovi vozila mogu biti pogonjeni simultano motorom SUS i elektromotorom koga napajaju baterije

napajanje električnog motora za pogon vozila i održavanje napunjenosti baterija

Vodonik

28

Page 32: MOTORI skripta

2.4. TOPLOTNI MOTORI

Toplotni motori spadaju u grupu pogonskih mašina kod kojih se toplotna energija razvijena sagorevanjem goriva koristi za mehanički rad.Zavisno od mesta oslobađanja toplote i dobijanja mehaničkog rada j p j j grazlikujemo dve vrste toplotnih motora i to:

- motori sa spoljnim sagorevanjem (motori SSS) i- motori sa unutrašnjim sagorevanjem (motori SUS)

29

Page 33: MOTORI skripta

2 4 1 TOPLOTNI MOTORI SA SPOLAŠNJIM SAGOREVANJEM (SSS)2.4.1. TOPLOTNI MOTORI SA SPOLAŠNJIM SAGOREVANJEM (SSS)

Kod motora SSS sagorevanje se odvija u posebnim sistemima, gde se g j j p , gradnom fluidu menja energetski potencijal, dok se razvijanje mehaničkog rada ostvaruje u posebnom sistemu (klipnoj mašini i turbini).

U zavisnosti od toga šta se koristi kao radni fluid razlikujemo:U zavisnosti od toga šta se koristi kao radni fluid razlikujemo: - Parnu mašinu i - Stirling motor.

2.4.1.1. PARNA MAŠINA

Kod parnih mašina sagorevanje se odvija u posebnim ložištima, gde se radnom fluidu, najčešće voda, diže energetski potencijal na veći nivo (vodena para), dok se razvijanje mehaničkog rada ostvaruje u

b i t

30

posebnom sistemu .

Page 34: MOTORI skripta

I – parna klipna mašina (parna turbina) II t j j k tl

1.ložište, 2 produkti sagorevanja

II – postrojenje parnog kotla III – kondenzaciono postrojenje

III2.produkti sagorevanja3.pregrejač pare, 4.rezerv. napojne vode, 5.napojna pumpa, 6.parovod, 7 i t

III7.parni motor, 8.pumpa za rash. vodu, 9.kondenzator, 10.vakum pumpa.

Šematski prikaz parne mašineŠematski prikaz parne mašine

li t k i ti (10 15%)Nedostaci ovih motora su: Pogodnosti ovih motora su:- mali stepen korisnosti (10 -15%), - veliki gabariti, - velika masa,

mala specifična snaga i dr

- jednostavnost konstrukcije,- jednostavnost rukovanja i odžavanja,

ć t k išć j i

31

- mala specifična snaga i dr. - mogućnost korišćenja goriva širokog spektra kvaliteta i dr.

Page 35: MOTORI skripta

2.4.1.2. STIRLING MOTORStirling motor je klipni motor sa spoljnim sagorevanjem i zagrevanjem zidova cilindra. Radni medijum u cilindrima može biti vazduh ili neki drugi gas. Na jednoj strani se radni medijum zagrevanjem širi dok se na drugoj strani ohlađen skuplja. Zbog razlike u pritiscima klipovi se naizmenično približavaju i udaljuju. Klipovi su spojeni kolenastim vratilom koji

jih k t j t t ij N j či t l t ijnjihovo kretanje pretvara u rotaciju. Na ovaj način toplotna energija se pretvara u mehanički rad.

Radni ciklus Stirling motora sastoji seRadni ciklus Stirling motora sastoji se od: -zagrejavanja gasa, - ekspanzije vrućeg gasa p j g g- kompresije hladnog gasa i - hlađenja radnog gasa.

32

Princip rada Stirling-ovog motora tip „MM-1 Coffe Cup“

Page 36: MOTORI skripta

Princip rada Stirling-ovog motora tip „Two Piston“

zagravanjezagravanje

hlađenje

33

Faze rada Stirling-ovog motora

Page 37: MOTORI skripta

1 širenje 2 transferHladan cilindar

1. Veći deo gasa je u toplom cilindru, zagreva se i širenjem gura oba klipa ka kolenastom vratilu. 2. Gas se širi do tri puta. Još

Topao cilindar

2/3 gasa se nalazi u toplom cilindru. Zamajac pokreće radilice za sledećih 90 stepeni

b j ći j ći d3 skupljanje 4 transfer

prebacujući najveći deo gasa do hladnog cilindra.3. Najveći deo gasa se nalazi u hladnom cilindru. Tu se hladi, skuplja dovodeći oba klipa ka spolja.4 Sk lj i j š l i4. Skupljeni gas se još nalazi u hladnom cilindru. Zamajac pokreće radilicu sledećih 90 stepeni I pebacuje hladan gas

Faze rada Stirling-ovog motorastepeni I pebacuje hladan gas u topao cilindar. Ovim je ciklus završen.

34

Page 38: MOTORI skripta

Kod ovih motora sagorevanje se obavlja izvan cilindara, tako da, usled sagorevanja, nema udara u cilindrima i njihov rad je potpuno tih. Kada se govori o prednostima i manama ovih motora, poređenje se obično vrši sa motorima SUS.

Glavne prednosti ovog motora su:

- tih rad, - nema štetne emisije izduvnih gasova u atmosferu iz radnih cilindara, - mogućnost korišćenja različitih " čistih " goriva, za zagrevanje, g j g g j- jednostavni su za održavanje i - velika im je ekonomičnost.

O SOsnovni nedostaci Stirlingovog motora su:

- velika cena, velikih su gabarita te nisu primenljivi za pogon vozila i dr

35

- velikih su gabarita te nisu primenljivi za pogon vozila i dr.

Page 39: MOTORI skripta

2.4.2. TOPLOTNI MOTORI SA UNUTRAŠNJIM SAGOREVANJEM (SUS MOTORI)(SUS MOTORI)

Kod motora SUS sagorevanje goriva se obavlja u samim cilindrima motoramotora. Motori SUS su toplotni motori kod kojih produkti sagorevanja, višeg su energetskog potencijala stvorenog nakon oslobađanja toplote, svojim direktnim dejstvom ostvaruju mehanički rad. j jOd svog nastanka pa do danas, ovi motori, se stalno usavršavaju, kako po opremi i konstrukciji tako i po karakteristikama. Danas, serijski proizvedeni motori, imaju stepen korisnosti od 35 do 45 % (zavisno od

č

p , j p (vrste i veličine motora), dobre efektivne karakteristike, malu potrošnju goriva i dobre upotrebne karakteristike.

Zavisno od načina pretvaranja energije produkata sagorevanja u mehanički rad motori SUS se mogu podeliti u dve grupe:

1. tzv „strujni“ motori i

36

„ j2. motori promenljive zapremine radnog prostora.

Page 40: MOTORI skripta

2.4.2.1. STRUJNI MOTORIStrujni motori se mogu podeliti u dve grupe:

- Gasna turbina i- Mlazni i raketni motori.

Osnovna karakteristika, ovih motora, je da se rad ostvaruje na račun kinetičke energije produkata sagorevanja.

2 4 2 1 1 GASNA TURBINA2.4.2.1.1. GASNA TURBINAGasna turbina, spada u grupu toplotnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Kod gasne turbine rad se ostvaruje pomoću sagorelih

I d k i kl ič SUS t štgasova. Ima sve procese rada kao i klasičan SUS motor, samo što sesvi procesi odvijaju jednovremeno, ali na

ličiti ti1 - 2 adijabatsko sabijanje, 2 3 i b k d đ jrazličitim mestima.

Rad gasnih turbina se zasniva na termodinamičkom

2 - 3 izobarsko dovođenje toplote, 3 - 4 adijabatsko širenje i 4 - 1 izobarsko odvođenje toplote

37

termodinamičkom Džulovom (Joule) ciklusu.

p

Page 41: MOTORI skripta

Gasna turbina je rotacijski uređaj koji pretvara energiju sagorevanja

.

j j j j p g j g jgasova u koristan rad. Na ulazu se nalazi kompresor, koji povećava pritisak ulaznih gasova, dok im smanjuje zapreminu, komore za sagorevanje i turbine, gdje se vrući gas usmerava preko statorskih lopatica na turbinske lopatice, te ih okreće

U komori za sagorevanje ulazi vazduh, koji se miješa sa gorivom i zatim pali, čime se j g pstvara energija. U komori za sagorevanje, u kojoj je veliki pritisak, sagorevanje goriva stvara i velike temperature. Proizvodi sagorevanja prisilno ulaze u turbinu, sa velikom brzinom i protokom, gdje se preko mlaznica usmjeruje na lopatice, koje se okreću a izduvni gasovi izlaze saokreću, a izduvni gasovi izlaze sa smanjenom temperaturom i pritiskom.

Dobijena energija može se prenijeti preko vratila, komprimiranog zraka Princip rada gasne turbine

38

ili potiska, zavisno o tome primjenjuje li se za avione, vozove, brodove, električne generatore ili čak za tenkove.

Page 42: MOTORI skripta

.

Poprečni presek gasne turbine

39

Page 43: MOTORI skripta

U primeni su gasne turbine sa jednim vratilom i sa dva vratila. Kod turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori za sagorevanjeturbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori za sagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora. Sagorevanje se odvija uvek sa viškom vazduha, tako da izduvni gasovi imaju znatno manje štetnih izduvnih komponenati od klasičnih klipnih motora SUS.j p p

Gasna turbina sa jednim vratilom Gasna turbina sa dva vratila

Kod jednoosovinske turbine, turbinsko i kompresorsko kolo su ti i l j d til K d d i kspregnuti i nalaze se na jednom vratilu. Kod dvoosovinskog gasno

turbinskog motora, radno i kompresorsko vratilo su razdvojeni i imaju svoja turbinska kola.

40

Gasna turbina se koristi kod većih termoenergetskih postrojenja i za veće brodske pogonske mašine, kao i za turbo-elisne avio motore.

Page 44: MOTORI skripta

Vozilo sa gasnom turbinom (Jaguar C X75)Vozilo sa gasnom turbinom (Jaguar C-X75)

41

Page 45: MOTORI skripta

Kamion sa gasnom turbinom (Volvo ECT)

42

Page 46: MOTORI skripta

2.4.2.1.2. MLAZNI I RAKETNI MOTORI

Osnovna karakteristika, ovih motora, je da se rad ostvaruje na račun kinetičke energije produkata sagorevanja, koji ekspandiraju iz gorionika u vidu mlaza Ova energija se koristi za stvaranjegorionika u vidu mlaza. Ova energija se koristi za stvaranje pogonskog potiska.

Ovi motori su našli primenu u domenu većih eksploatacionih snaga, p p gtako da u avio saobraćaju dominira mlazni pogon.

43

Page 47: MOTORI skripta

Osnovne prednosti strujnih motora su:

- jednostavnost,jednostavnost, - mali broj delova, - mala masa i gabariti, - visoka specifična snaga i dr.

Mane ovih motora su:

p g

- Nedovoljno visok stepen korisnosti ( kao posledica kontinualnog sagorevanja koje zahteva niže maksimalne temperature sagorevanja u cilju manjih termičkih opterećenja) i p g j j j p j )- manja ukupna ekonomičnost (jer imaju niže maksimalne temperature a stepen korisnosti kružnog termodinamičkog ciklusa proporcionalan je odnosu maksimalne i minimalne

44

temperature ciklusa).

Page 48: MOTORI skripta

2.4.2.2. MOTORI PROMENLJIVE ZAPREMINE RADNOG PROSTORA

Promenljivost radne zapremine postiže se primenom klipnogmehanizma tako da se u istom prostoru obavlja i izmena radne materijei sagorevanje i ekspanzija. Pri ovome proces sagorevanja, sa visokimsago e a je e spa ja o o e p oces sago e a ja, sa sotemperaturama, traje manji deo radnog ciklusa tako da je moguće raditisa visokom maksimalnom temperaturom procesa. Ovo omogućujerealizaciju znatnog temperaturskog pada između maksimalne iminimalne temperature ciklusa čime se postiže dobro iskorišćenjetransformacije energije a time i dobra ukupna ekonomičnost motora.

45

Page 49: MOTORI skripta

K d t lji i h ički d d biKod motora promenljive zapremine mehanički rad se dobivakorišćenjem potencijalne energije produkata sagorevanja naračun njihove ekspanzije u promenljivoj zapremini radnogprostoraprostora.

Mehanički rad kod ovih motora jednak je:

∆W = p · ∆V

gde je:∆W h ički d∆W - mehanički rad,p - pritisak i∆V - gradijent promene zapremine.

Motori promenljive radne zapremine se mogu podeliti u dve grupe:

- motori sa oscilujućim klipovima (klipni motori) i

46

- motori sa oscilujućim klipovima (klipni motori) i- rotacioni motori

Page 50: MOTORI skripta

2 4 2 2 1 MOTORI SA OSCILIUJUĆIM KLIPOVIMA (ili kli i t i)2.4.2.2.1 MOTORI SA OSCILIUJUĆIM KLIPOVIMA (ili klipni motori)

Kod svih klipnih motora osnovna konstruktivna koncepcija je ista. Kod svih se promenljivost zapremine postiže pomoću naizmemično promenljivog pravolinijskog kretanja klipa. Klip je cilindričnog oblika i kreće se u radnom prostoru u obliku cilindra prinudno oscilujući

d d j t kli h i Kli k ć d tpod dejstvom klipnog mehanizma. Klip se kreće u radnom prostoru omeđenom spoljnom (SMT) i unutrašnjom (UMT) mrtvom tačkom.

47

Page 51: MOTORI skripta

.

I l d i d l i č t ili d ičIgled i delovi četvorocilindričnog klipnog motora

48

Page 52: MOTORI skripta

Skica glavnog motornog mehanizma klipnog motoraSkica glavnog motornog mehanizma klipnog motora

1.klip 4. cilindar 7. blok cilindra donji deo 2. klipnjača 5. cilindarska glava 8. usisni ventil2. klipnjača 5. cilindarska glava 8. usisni ventil3.kolenasto vratilo 6. korito motora 9. izdivni ventil

49

Page 53: MOTORI skripta

Radni prostor formiran je odcilindra (4), koji je sa jedne stranezatvoren cilindarskom glavom (5)a sa druge strane promenljivimklipom (1). Potiskivanjem klipa

i l đ j lj i t i

Posredstvom klipnjače (2), koja je zglobno vezana sa klipom i kolenastimil (3) li ij k il k j kli b ž

gasovi savlađuju spoljni otpor ivrše mehanički rad.

vratilom (3), pravolinijsko oscilatorno kretanje klipa preobražava se uobrtno kretanje kolenastog vratila. Na ovaj način se mehanički rad, kojigasovi vrše potiskujući klip, predaje korisniku preko kolenastog vratila.

Postoje dva karakteristična položaja klipa u kojima se vrši promenasmera kretanja klipa (UMT i SMT). Brzina klipa, u tim tačkama, jednaka jenuli. Ti položaji nazivaju se mrtvim tačkama. Kada je klip u UMTzapremina iznad klipa ima maksimalnu vrednost (Vmax) i naziva se ukupnazapremina cilindra. Krajnji spoljni položaj naziva se spoljna mrtva tačka(SMT). U ovom položaju klipa zapremina iznad njega je minimalna (Vmin) inaziva se kompresiona zapremina (V )naziva se kompresiona zapremina (Vc).

50

Pomeranje klipa od jedne do druge mrtve tačke naziva se hod klipa (S).

Page 54: MOTORI skripta

Pri pomeranju klipa prečnika (D), od jedne do druge mrtve tačke, čelo klipa opisuje radnu zapreminu cilindra (Vh):opisuje radnu zapreminu cilindra (Vh):

Ukupna (max) zapremina radnog prostora jednaka je:

Stepen kompresije (ε) je definisan:

chu VVVV +==max

Stepen kompresije (ε) je definisan:

c

h

c

ch

c

u

VV

VVV

VV

VV

+=+

=== 1min

maxε

Stepen kompresije pokazuje u kom je odnosu izvršeno sabijanjeradne materije, tj. za motor poznate radne zapremine definiše veličinu

cccmin

kompresione zapremine, odnosno zapreminu prostora sagorevanja.

51

Page 55: MOTORI skripta

U radnom prostoru motora odvija se proces energetske transformacije, koji se sastoji iz više faza; izmena radne materije (pražnjenje i punjenje radnog(pražnjenje i punjenje radnog prostora), sabijanje sveže radne materije, paljenje i sagorevanje kao i širenje produkata sagorevanja uz

Za vreme procesa sagorevanja dostižu se veoma visoke temperature

i širenje produkata sagorevanja uz razvijanje mehaničkog rada.

produkata sagorevanja koji zagrevaju delove motora , te se moraju hladiti.Pored sistema hlađenja motor ima čitav niz drugih pomoćnih uređaja, kojiobezbeđuju siguran i ekonomičan rad motora u raznim uslovimak l t ijeksploatacije.

Taktnost motora označava broj hodova klipa potrebnih za izvršenje jednogradnog ciklusa u cilindru motora. Vidi se da jednom hodu klipa odgovara

52

jedan poluobrt kolenastog vratila, tj. svakom obrtaju kolenastog vratilaodgovaraju dva hoda klipa.

Page 56: MOTORI skripta

2.4.2.2.1 ROTACIONI MOTORI (motori sa obrtnim klpovima)Uprkos mnogim patentima od svih rotacionih motora jediniUprkos mnogim patentima, od svih rotacionih motora, jedini praktičnu realizaciju našao je tzv Vankel motor.

Skica motora sa obrtnim klipovima (Vankelov motor)

1.Cil. košuljica(trihoidni o.) 5.nepokretni zupčanik 9. izduvni kanal2 kli 6 č t blj 10 d blj j kli2.klip 6.zupč. sa unutr. ozublj 10.udubljenje na klipu3.kolenasto vratilo 7.svećica4.ekscentar kolen vratila 8. usisni kanal

53

Page 57: MOTORI skripta

U cilindarskoj košuljici (1) specijalnog oblka (oblik trohoide) kreće seklip (2) trouglastog oblika. Vrhovi klipa u svakom momentu su udodiru preko zaptivnih prstenova sa površinom cilindra Na klipu jedodiru, preko zaptivnih prstenova, sa površinom cilindra. Na klipu jepričvršćen zupčanik (6) sa unutrašnjim ozubljenjem. Ovaj zupčanikje uzubljen sa nepokretnim zupčanikom (5), po kome se kotrlja. Sdruge strane klip je oslonjen preko kliznog ležišta (4) na ekcentardruge strane klip je oslonjen preko kliznog ležišta (4) na ekcentarkolenastog vratila. Okrećući se, klip (2) povlači sa sobom ekscentar,izazivajući tako okretanje vratila (3), koji predaje snagu motora. Timeje ostvareno planetarno kretanje, jer se klip okreće oko svoje osej p j , j p jkoja je istovremeno osa ekscentra , a sama osa ekscentra se okrećeoko ose vratila .

54

Page 58: MOTORI skripta

a ba

Bo

b

Na slici (a) položaj klipa označava usisavanje i punjenje površine B0.Kada ivica A1 pređe usisni kanal (8) završeno je punjenje komoresmešom. Daljim kretanjem klipa zapremina se smanjuje, tj. vrši sek ij ( lik b) K d kli d đ t čk A š fkompresija (slika b). Kada klip dođe u tačku A3 završava se fazakompresije. Preko udubljenja (10), koje i izrađeno na klipu, sabijenasmeša prestrujava prema drugoj polovini cilindra, pali se smešavarnicom na svećici (7) i sagoreva Pri daljem kretanju ivice premavarnicom na svećici (7) i sagoreva. Pri daljem kretanju ivice premapoložaju C2 zapremina komore se povećava a to odgovara procesuekspanzije produkata sagorevanja. Daljim kretanjem klipa počinjesmanjivanje leve komore i izbacivanje produkata sagorevanja krozsmanjivanje leve komore i izbacivanje produkata sagorevanja krozizduvni kanal (9). Vidi se da svaka od triju stranica klipa pri jednompunom obrtaju klipa obavi četvorotaktni cikluc.

55

Page 59: MOTORI skripta

Usisavanje

4. izduvavanje .

Kompresija

3. Sagorevanje

Faze rada Vankel motora56

e

Page 60: MOTORI skripta

Faze rada Vankel motora57

Page 61: MOTORI skripta

Delovi Vankel motoraDelovi Vankel motora

58

Page 62: MOTORI skripta

Mazda RX-8, sportski automobil sa Vankelovim motorom

59

Page 63: MOTORI skripta

Prednosti rotacionih motora u odnosu na klipne su sledeće:

- manji broj delova (pre svega zbog nepostojanja ventilskog razvoda i klasičnog klipnog mehanizma),- manja težina i gabariti,- odsustvo vibracija, zbog nepostojanja oscilujućeg klipa i relativno malih neuravnoteženih inercijalnih masa,- mogućnost rada sa visokim brojem obrtaja (zbog manjih i ij l ih il ) iinercijalnih sila) i- visoka specifična snaga (odnos snage prema masi motora)

N j ći d t i tNajveći nedostaci ovog motora su:- manji vek motora, zbog kritičnog zaptivanja vrhova obrtnog klipa i znatnog istrošenja cilindra i klipnih prstenova,- veće termičko opterećenje, jer vreli gasovi se uvek nalaze na istoj stani cilindra,- lošija ekonomičnost zbog nekompaktnog (izduženog) oblika k j kli ikomore za sagorevanje u klipu i-nepovoljna izduvna emisija (pre svega HC), zbog razvučenog oblika komore za sagorevanje

60

Page 64: MOTORI skripta

Da bi se sagledale prednosti i mane motora SUS u odnosu na motore SSSobično se vrši poređenje klipnog motora SUS i klipne parne mašine.

Osnovne prednosti motora SUS su:1. dobra ekonomičnost goriva (optimalni stepen korisnosti zavisno od

motora I kreće se od 0,25 do 0,50),, , ),2. dobra specifična snaga (razvijena snaga iz jedinice mase motora),3. dobra kompaktnost pogonskog agregata,4. koriste gorivo visoke energetske sabijenosti što omogućuje dobar

radijus kretanja,5. brza spremnost za rad po startovanju i6. troše gorivo samo dok rade.

Nedostaci motora SUS su:1. velika zavisnost od kvaliteta goriva,2. loše ekološke karakteristike,3 l č k d3. nesamostalan početak rada,4. komplikovanost konstrukcije i izrade,5. zahteva stručno rukovanje i održavanje,6 velika cena proizvodnje motora i6. velika cena proizvodnje motora i 7. velika cena i deficitarnost fosilnog goriva.

61

Page 65: MOTORI skripta

PITANJA:

NABROJATI AKTUELNE KONCEPTE POGONA MOTORNIH VOZILA I OBJASNITI I IH.

1.

DEFINICIJE, PODELA I VRSTE MOTORA. NACRTATI ODGOVARAJUĆE SKICE I OBJASNITI POGON VOZILA ELEKTRO MOTORIMA

2.

DEFINICIJE, PODELA I VRSTE MOTORA. UZ ODGOVARAJUĆE SKICE OBJASNITI PLUG-IN HIBRIDNO ELEKTRIČNO VOZILO

3.

KAO I HIBRIDNI POGON VOZILA.

DEFINICIJE, PODELA I VRSTE MOTORA. UZ4 DEFINICIJE, PODELA I VRSTE MOTORA. UZ ODGOVARAJUĆE SKICE OBJASNITI PRINCIP RADA TOPLOTNIH MOTORA SA SPOLJAŠNJIM SAGOREVANJEM (SSS)

4.

62

Page 66: MOTORI skripta

DEFINICIJE PODELA I VRSTE MOTORA UZ ODGOVARAJUĆE5 DEFINICIJE, PODELA I VRSTE MOTORA. UZ ODGOVARAJUĆE SKICE OBJASNITI PRINCIP RADA TOPLOTNIH MOTORA SA UNUTRAŠNJIM SAGOREVANJEM(SUS) SA POSEBNIM OSVRTOM NA STRUJNE MOTORE

5.

OSVRTOM NA STRUJNE MOTORE

DEFINICIJE, PODELA I VRSTE MOTORA. UZ ODGOVARAJUĆE SKICE OBJASNITI PRINCIP RADA TOPLOTNIH MOTORA SA

Š

6.

UNUTRAŠNJIM SAGOREVANJEM(SUS)SA POSEBNIM OSVRTOM NA MOTORE PROMENLJIVE ZAPREMINE RADNOG PROSTORA

63

Page 67: MOTORI skripta

3. KONSTRUKTIVNO IZVOĐENJE KLIPNIH MOTORA SUSSUS

Sve delove klipnog motora SUS možemo podeliti na:

- Nepokretne i - Pokretne.

U nepokretne delove motora sus spadaju:

1 Donje kućište motora1. Donje kućište motora, 2. Gornje kućište motora, 3. Cilindarski blok, 4 Cilindarska glava i4. Cilindarska glava i 5. Poklopac cilindarske glave.

U pokretne delove motora sus spadaju:U pokretne delove motora sus spadaju:1. Klipna grupa, 2. klipnjača i 3 kolenasto vratilo (radilica)

64

3. kolenasto vratilo (radilica).

Page 68: MOTORI skripta

1. Poklopac cilindarske glave, 2. Cilindarska glava, 3 Zavrtnji za pričvršćivanje3. Zavrtnji za pričvršćivanje, 4. Blok motora, 5. Zupčanik, 6. Donja polutka ležišta, k l V ilkolenast. Vratila, 7. Korito motora, 8. Zaptivka bloka motora, 9 Klipna grupa9. Klipna grupa, 10. klipnjača i 11. kolenasto vratilo (radilica).

D l i t SUS

65

Delovi motora SUS

Page 69: MOTORI skripta

5

3.1. OSNOVNI NEPOKRETNI DELOVI MOTORA SUS

1. Donje kućište motora, 4

5

1. Donje kućište motora, 2. Gornje kućište motora, 3. Cilindarski blok, 4. Cilindarska glava i 3

4

5. Poklopac cilindarske glave

2

1

Nepokretni delovi motora

66

Page 70: MOTORI skripta

3 3 1 DONJE KUĆIŠTE MOTORA

Zatvara motorski prostor (prostor kolenastog vratila) sa donje strane. Kod vozilskih motora najčešće mu je uloga da sakuplja ulje za

3.3.1. DONJE KUĆIŠTE MOTORA

Kod vozilskih motora najčešće mu je uloga da sakuplja ulje za podmazivanje motora. Uvek je postavljeno da strči ispod vozila kako bi se omogućilo hlađenje ulja za podmazivanje. U ovim situacijama kolenasto vratilo je oslonjeno (visi) u gornjem kućištu koje nosi ceo j j ( ) g j jmotor.

1. - uljni rezervoar, 2. - zaptivka korita i 3 - merač nivoa ulja

limeno od lake legure

3. merač nivoa ulja

Donje kućište vozilskog motora (uljno korito)

67

Page 71: MOTORI skripta

3.1.2. GORNJE KUĆIŠTE MOTORA

Gornje kućište motora zatvara motorski prostor vezujući cilindarski blok (sa gornje strane) sa donjim kućištem (sa donje strane. Kod većih brodskih motora ovaj deo se izrađuje posebno (livenjem ili varenjembrodskih motora ovaj deo se izrađuje posebno (livenjem ili varenjem ploča). Kod manjih motora izrađuje se izjedna sa cilindarskim blokom.

Gornje kućište motora

68

Page 72: MOTORI skripta

3.1.3. CILINDARSKI BLOK

U ili d k bl k št i ili d i k ji kli t šiU cilindarskom bloku su smešteni cilindri u kojima klip motora vrši naizmenično pravolinijsko kretanje. Konstrukcija cilindarskog bloka mora da zadovolji sledeće zahteve:

1 D i d đ č t ć1. Da ima određenu čvrstoću, 2. Da dobro odvodi toplotu, 3. Da bude pogodan za montažu, 4 Da bude servisibilan i4. Da bude servisibilan i 5. Da ima male dimenzije i bude što jeftiniji.

Cilindarski blok

Gornje kućište

fundament

Cilindarski blok automobilskog motora Sklop cilindarskog bloka sa kućištem sporohodog dizel motora

69

Page 73: MOTORI skripta

3.1.3.1 CILINDAR MOTORA

- mehaničkom opterećenju, - termičkom opterećenju i

Cilindar motora je izložen:

- habanju (najveće u zoni GMT)

Cilindar motora se konstruktivno može izvoditi:- pojedinačno za svaki cilindar (obično kod vazdušnog hlađenja) ipojedinačno za svaki cilindar (obično kod vazdušnog hlađenja) i - u sklopu za ceo motor.

Cilindar motora hlađen vazduhom

70

Page 74: MOTORI skripta

Prednosti integralnog bloka su:- dobra kompaktnost i krutost, p ,- prostija izrada (manji broj teh. operacija) - direktno hlađenje rashl. tečnošću

Nedostaci integralnog bloka su:Nedostaci integralnog bloka su:- ceo blok se mora raditi od kvalitetnog sivog liva, - smanjena mogućnost remonta

Cilindri izrađeni integralno sa blokom motoraj g

(ograničen broj brušenja i - veća cena izrade (kvalitetan materijal)

Cilindarski blok se često lije tako da se kočuljice cilindra mogu zamenjivati. C da s b o se često je ta o da se oču j ce c d a ogu a e j atOne se izrađuju od kvalitetnijeg materijala; legiranog sivog liva ili čeličnog liva a (u ovim slučajevima) blok se može raditi od običnog sivog liva.

Razlikujemo sledeće košuljice:

- mokre i

mokra suva

- suve.

71

Cilindarske košuljice

Page 75: MOTORI skripta

3.1.3.2. CILILINDARSKA GLAVACilindarska glava zatvara radni prostor motora sa gornje strane JednimCilindarska glava zatvara radni prostor motora sa gornje strane. Jednim delom formira komoru za sagorevanje i utiče na radni proces u motoru. Cilindarska glava je osim mehaničkih izložena i termičkim opterećenjima, pa je bitno ravnomerno odvođenje toplote.pa je bitno ravnomerno odvođenje toplote.

1. poklopac cil. glave, 2. zaptivka pokl. glave, 3. cilindarska glava , 4 ti k l i4. zaptivka glave i 5. cilindarski blok

33

Sklop cilindarske

Cilindarske glave hlađene vazduhom

Sklop cilindarske glave i bloka motora hlađenog vodom

72

Page 76: MOTORI skripta

1. Usisni kanal, ,2. izduvni kanal, 3. komora za sagorevanje, 4. otvor za vijak za pritezanje glave, 5. otvor ventila za startovanje, j ,6. rashladni prostor, 7. izvod rashladne tečnosti, 8. vođica usisnog ventila, 9. vođica izduvnog ventila, g10. otvor brizgača i 11. dovod rashladne tečnosti

Horizontalni i vertikalni presek cilindarskeHorizontalni i vertikalni presek cilindarske glave vodom hlađenog motora

73

Page 77: MOTORI skripta

3.1.3.3. POKLOPAC CILILINDARSKE GLAVE

Služi za zatvaranje cilindarske glave sa gornje strane.

Poklopac cilindarske glave

74

Page 78: MOTORI skripta

3.2. OSNOVNI POKRETNI DELOVI MOTORA SUS

S S ž ć

- klipna grupa, - klipnjača i

Pokretne delove motora SUS možemo svrstati u sledeće grupe:

p j- kolenasto vratilo (radilica).

75

Page 79: MOTORI skripta

1 Osigurač1. Osigurač, 2. Osovinica, 3. Klizni ležaj u maloj pesnici klipnjače, 4,5,6. Kompresioni klipni prstenovi,

Ulj i kli i i7. Uljni klipni prstenovi, 8. Klip, 9. Klipnjača, 10. Osigurač,10. Osigurač, 11. Zavrtanj, 12.Dvodelni klizni ležaj u velikoj pesnici, 13. Poklopac velike pesnice

76

Klipna grupa sa klipnjačom

Page 80: MOTORI skripta

3.2.1. KLIPNA GRUPA MOTORA

Klipnu grupu motora sačinjavaju:

- klip, - klipni prstenovi i - osovinica klipa.

77

Page 81: MOTORI skripta

Osnovni zadaci klipne grupe su:- prijem sile pritisaka gasova i prenos gasne sile na klipnjačuklipnjaču, - zaptivanje radnog prostora pomoću kompresionih klipnih prstenova, - podmazivanje kliznih površina sopstvenog sklopa p j p p g psa cilindarskom košuljicom, - odvođenje toplote sa čela klipa na cilindarsku košuljicu, - učešće u formiranju komore sagorevanja, oblikom svoga čela.

78

Page 82: MOTORI skripta

3.2.1.1. KLIP

Kod klipa razlikujemo sledeće funkcionalne celine:

1 čelo klipa1. čelo klipa, 2. deo koji zaptiva i 3. vodeći deo (plašt)

klip

79

Page 83: MOTORI skripta

Čelo klipa (1), prima gasnu silu i formira deo prostora za

1 12 2 formira deo prostora za

sagorevanje.Između čela klipa i dela klipa koji zaptiva nalazi se vatrena zona klipa

3 3

44 5 zaptiva nalazi se vatrena zona klipa

(2). Služi za termičko rasterećenje klipnih prstenova. U ovoj zoni klip ima veći zazor kako bi seOto motora

45

Poprečni presek klipaDeo koji zaptiva (3), na njemu se

ima veći zazor kako bi se onemogućilo zaribavanje.

Oto motora Dizel motora

nalaze žlebovi klipnih prstenova.

Vodeći deo ili plašt (5), su ši k k jihpovršine preko kojih se

ostvaruje kontakt sa cilindrom.

80

Page 84: MOTORI skripta

Klipovi se najčešće izrađuju legura aluminijuma (Al, Si, Cu, Ni). Osim legura aluminijuma mogu da se koriste i sivo liveno gvožđe i

d l i i i li

Obzirom na funkciju i zadatke klipa, kao i uslove rada od materijala za izradu klipa zahtevaju se sledeća svojstva:

nodularni sivi liv.

izradu klipa zahtevaju se sledeća svojstva:

1. Mala specifična masa kako bi se smanjile inercijalne sile pravolinijski oscilatornih masa. 2 d b t tičk i di ičk č t ć iš i t t2. dobra statička i dinamička čvrstoća na povišenim temperaturama, 3. mali koeficijent toplotne dilatacije radi smanjenja zazora, 4. dobra toplotna provodljivost radi smanjenja termičkog opterećenja, 5 dobra klizna svojstva i u uslovima nedovoljnog posmazivanja u fazi5. dobra klizna svojstva i u uslovima nedovoljnog posmazivanja u fazi starta motora, 6. da su dobro obradljivi itd.

81

Page 85: MOTORI skripta

3.2.1.2. KLIPNI PRSTENOVI

Osnovni zadaci klipnih prstenova (karika) su:- zaptivanje prostora sagorevanja,

d đ j t l t kli ili d k k š lji i- odvođenje toplote sa klipa na cilindarsku košuljicu i - regulacija uljnog filma za mazanje

Postoje dve vrste klipnih prstenova:

A A D - Kompresioni i A

B

A

BB

CCC

- Uljni.

Kompresionih ima 2-5. Zadnji kompresioni se izvodi kao strugač

A-kompresioni, B-strugač ulja,

Zadnji kompresioni se izvodi kao strugač. Uljnih ima jedan. Ukoliko se postavljaju dva onda je to ispod osovinice klipa.

82

p g jC-uljni prsten i D-nosač prvog prstena

Page 86: MOTORI skripta

3.2.1.3. OSOVINICA KLIPAOsovinica klipa vezuje klip sa p j pklipnjačom. Izrađuje se od čelika velike čvrstoće zbog opterećenja kojem je izložena.

Vezivanje klipa i klipnjače pomoću osovinice

Profilisana osovinica klipa

83

Izgled bočnih osigurača osovinice

Page 87: MOTORI skripta

3.2.1.3. KLIPNJAČA

Zadatak klipnjače je da pretvori translatorno kretanje klipa u obrtno kretanje kolenastog vratila.

1. Poklopac velike pesnice, 2. zub za fiksiranje, 3. gornji deo velike pesnice, 4. ležišna čaura male pesnice, e š a čau a a e pes ce,5. mala pesnica, 6. telo klipnjače, 7. vijak sa navrtkom i 8. ležišni umetak velike pesnice

Klipnjača

p

Klipnjača

84

Page 88: MOTORI skripta

Ravno sečena velika pesnica Koso sečena velika pesnica

Konstruktivna izvođenja klipnjače

Preseci tela klipnjače

85

Page 89: MOTORI skripta

3.2.1.4. KOLENASTO VRATILO

Kolenasto vratilo ima zadatak da primi sile od pojedinih klipnjača prenese ih i u viduod pojedinih klipnjača, prenese ih i u vidu obrtnog momenta i preda potrošaču.Izrađuje se kovanjem ili livenjem (za male motore).motore).

Potpuno oslonjeno

Nepotpuno oslonjeno

Oslanjanje kolenastog vratila86

Page 90: MOTORI skripta

3.3. SISTEM ZA IZMENU RADNE MATERIJESistem za izmenu radne materije služi za punjenje cilindra svežom radnom materijom i pražnjenje cilindra od produkata sagorevanja. Snaga i ekonomičnostod produkata sagorevanja. Snaga i ekonomičnost motora u znatnoj meri zavise od pravilnog rada ovog sistema.

Izmena radne materije može da se ostvari sa:j- ventilskim razvodom, - zasunskim razvodom , - kombinovani ventilsko-zasunski

Ventilski razvod se primenjuje kod četvorotaktnih motora. Kod ovog sistema ventili su razvodni organi.

Zasunski razvod se primenjuje kod dvotaktnih motora, stim što ulogu zasuna najčešće obavlja sam klip.

Kombinovani sistem ima primenu kod dvotaktnih motora sa jednosmernim ispiranjem. Kod njega razvođenje sveže materije vrši klip a razvođenje produkata sagorevanja vrši izduvni ventil.

87

Page 91: MOTORI skripta

3.3.1. VENTILSKI RAZVOD RADNE MATERIJEEl ti til k i t Varijante izvođenja ventilskog razvodaElementi ventilskog sistema

izmene radne materije

b č i t j ći

Varijante izvođenja ventilskog razvoda radne materije

bočni stojeći ventili u bloku

motora

viseći ventil, bregasta u bloku

viseći, bregasta u glavi

viseći pod

1. ventilski sklop,

viseći pod uglom,

bregasta u glavi

viseći pod uglom, dve

bregaste u glavi

1 bregasto vratilo1. ventilski sklop, 2. bregasto vratilo, 3. elementi pogona bregastog vratila, 4. elementi za pogon breg-ventil i 5. sistem za regulaciju zazora ventila

1. bregasto vratilo, 2. podizač, 3. šipka podizača i 4. klackalica

88

Page 92: MOTORI skripta

3.3.2. BREGASTO VRATILOBregasto vratilo upravlja otvaranjem i zatvaranjem ventila

Profil brega

Bregasto vratilo 1. breg, 2. pogon pumpe za gorivo,

3. zupčanik a pogon razvoda,4. oslonački rukavac4. oslonački rukavac

89

Page 93: MOTORI skripta

PITANJE:

DATI PODELU, NABROJATI OSNOVNE DELOVE MOTORA I OBJASNITI NJIHOVU FUNKCIJU KAO I FUNKCIJU SISTEMA ZA

1.

IZMENU RADNE MATERIJE KOD MOTORA SUS. NACRTATI SKICE NEKIH OSNOVNIH DELOVA MOTORA.

90

Page 94: MOTORI skripta

4. PODELE MOTORAŠiroko polje primene motora SUS uslovilo je i veliki broj različitih tipova i konstrukcija motora. Prema nekim, od kriterijuma, može se izvršiti sledeća podela motora:sledeća podela motora:

- prema načinu obrazovanja smeše, - prema načinu izmene radne materije,

k t kti i đ j- prema konstruktivnom izvođenju, - prema broju radnih klipova u cilindru, - prema načinu izvođenja klipnog mehanizma, - prema načinu dejstva- prema načinu dejstva, - prema brzohodosti motora, - prema nameni, - prema vrsti hlađenja,prema vrsti hlađenja, - prema vrsti korišćenog goriva, - prema odnosu hoda i prečnika klipa,- prema načinu punjenja,

91

- prema načinu razvođenja radne materije itd.

Page 95: MOTORI skripta

4 1 PODELA MOTORA PO NAČINU OBRAZOVANJA SMEŠE4.1. PODELA MOTORA PO NAČINU OBRAZOVANJA SMEŠE

Prema načinu obrazovanja smeše, upaljenja smeše i odvijanju procesa sagorevanja postojeći klipni motori dele se na:procesa sagorevanja, postojeći klipni motori dele se na:

1. oto motori i 2. dizel motori

4.1.1 OTO MOTORI

Kod oto motora paljenje smeše vrši se stranom energijom. Danas je toisključivo električnom varnicom. Zbog toga se ovi motori čestonazivaju i motori sa paljenjem varnicom ili benzinski motori, zbognajčešće korišćene vrste gorivanajčešće korišćene vrste goriva.Prema vrsti korišćenog goriva oto motori mogu biti:

1. benzinski i2 gasni2. gasni.

92

Page 96: MOTORI skripta

Osnovne karakteristike oto motora su:

- rad sa homogenom tj. dobro izmešanom smešom koja ima isti sastav u pogledu goriva i vazduha u svakom delu komore za sagorevanje, što joj omogućuje brzo sagorevanje,

- najčešće spoljno obrazovanje smeše (van cilindra), j p j j ( ),koje omogućuje dovoljno vremena za dobro mešanje i homogenizaciju smeše pre upaljenja izuzetak su motori sa direktnim ubrizgavanjem goriva,

- upaljenje smeše stranom energijom, odnosno varnicom, jer se homogena smeša ne sme nalaziti u uslovima samopaljenja kako ne bi došlo do njene eksplozije tj detonacije i

- sagorevanje, odnosno oslobađanje toplote, je regulisano brzinom prostiranja plamena koji se kreće od mesta upaljenja nadalje kroz

bi došlo do njene eksplozije tj. detonacije i

93

prostiranja plamena koji se kreće od mesta upaljenja nadalje kroz komoru sagorevanja motora.

Page 97: MOTORI skripta

Dobre osobine oto motora su:

- velika razvijena snaga iz jedinice radne zapremine (zbog mogućnosti rada sa smešom teorijskog sastava), - dobro prihvatanje promenljivih režima rada (zbog

lj ih k kt i tik t ) ipovoljnih karakteristika motora) i- laka konstrukcija (zbog relativno malih pritisaka u cilindru).

N j ć ih t j l ti l šij k ič t ( b

Zbog svojih karakteristika oto motori se koriste tamo gde se traži

Najveća mana ovih motora je relativno lošija ekonomičnost (zbog nemogućnosti rada sa visokim stepenima sabijanja).

Zbog svojih karakteristika oto motori se koriste tamo gde se traži laka konstrukcija i velika specifična snaga, na račun nešto veće potrošnje goriva a to su:

p tnički a tomobili- putnički automobili,- motocikli,- mopedi,- laki brodski motori

94

- laki brodski motori,- manji stacionarni agregati, - manji klipni aviomotori itd.

Page 98: MOTORI skripta

4.1.2 DIZEL MOTORI

Dizel motori su klipni motori kod kojih se upaljenje goriva vrši na računDizel motori su klipni motori kod kojih se upaljenje goriva vrši na račun energije sabijenog vazduha.

Ubrizgavanjem goriva pod velikimUbrizgavanjem goriva, pod velikimpritiskom u visoko sabijeni a time i vreli vazduh, gorivo se raspršuje, isparava, termički se razlaže i pali bez stranogtermički se razlaže i pali bez stranog izvora energije.

95

Page 99: MOTORI skripta

Osnovne karakteristike dizel motora su:

- rad sa heterogenom smešom, dobijenom b i j i bij i d h t k dubrizgavanjem goriva u sabijeni vazduh tako da se u

centru mlaza nalazi čisto gorivo dok se u pojedinim delovima komore nalazi čist vazduh, pri čemu se na periferiji mlaza formira upaljiva smeša koja se pali iperiferiji mlaza formira upaljiva smeša koja se pali i sagoreva,

- unutrašnje obrazovanje gorive smeše, koje se obavlja tokomunutrašnje obrazovanje gorive smeše, koje se obavlja tokom samog sagorevanja kako bi se postiglo kontrolisano sagorevanje sa što je moguće manjim porastom pritiska,

- upaljenje formirane smeše goriva i vazduha vrši se sopstvenom energijom sabijenog vazduha iznad temperature samopaljenja i

- brzina procesa sagorevanja zavisi od brzine obrazovanja smeše nakon ubrizgavanja i isparavanja goriva u komori.

96

Page 100: MOTORI skripta

Prednosti dizel motora su:- najveća prednost je povoljna ekonomičnost potrošnje goriva.

Mane dizel motora su:Mane dizel motora su:

- razvijaju manju snagu iz jedinice zapremine. Ovo je direktna posledica načina sagorevanja, koje se obavlja sa većim viškovima

- masa delova motora je znatno veća, jer rade sa većim pritiscima u cilindru .

vazduha i

Prednosti i mane preporučuju dizel motor za za sledeće primene:

t šk k i i h i ij- teške kamione i mehanizaciju,- srednje i veće brodske motore,- industrijsku i agregatnu primenu i- u novije vreme sve više u automobilskoj industriji- u novije vreme sve više u automobilskoj industriji.

97

Page 101: MOTORI skripta

Oto motor Dizel motor

Razlika u kvalitetu smeše između oto i dizel motora

98

Page 102: MOTORI skripta

4.2. PODELA MOTORA PO NAČINU IZMENE RADNE MATERIJEPrema načinu izmene radne materije (izvođenju procesa punjenja i

1. četvorotaktne motore i

Prema načinu izmene radne materije (izvođenju procesa punjenja i pražnjenja cilindra) klipni motori dele se na:

2. dvotaktne motore

4.2.1. ČETVOROTAKTNI MOTORI

Kod četvorotaktnih motora radni ciklus se obavi u toku četri hoda klipa tj. u četri takta, č d j d b t j k l tčemu odgovaraju dva obrtaja kolenastog vratila. Svakom hodu klipa odgovara jedna faza četvorotaktnog ciklusa, odnosno jedan takt

.

takt.

Ovi motori mogu biti i u OTO i DIZEL varijanti.

99Princip rada četvorotaktnog motora

Page 103: MOTORI skripta

Postoje sledeći taktovi:i k i j- prvi takt usisavanje,

- drugi takt sabijanje, - treći takt širenje i četvrti takt izduvavanje

SMT

usisni ventil

izduvni ventil

- četvrti takt izduvavanje.

SMT

UMTVu

Vc

Vh

Princip rada četvorotaktnog motora

100

Page 104: MOTORI skripta

Promena pritiska u cilindru četvorotaktnog motora (p-V dijagram)(p j g )

101

Page 105: MOTORI skripta

Prednost četvorotaktnog motora ( u odnosu na dvotaktan) je:

- dobar kvalitet izmene radne materije, što omogućava dobru ekonomičnost.

M č t t kt t jMana četvorotaktnog motora je:

- dobijena snaga je relativno ograničena, jer su potrebna čerti hoda klipa za izvršenje kompletnog ciklusa što dovodi do

.hoda klipa za izvršenje kompletnog ciklusa, što dovodi do relativno malog broja radnih taktova za određeni broj obrtaja motora.

Ovi motori se i u OTO i DIZEL verziji (zbog svoje ekonomičnosti) široko koriste za motore malih, srednjih i velikih snaga.

102

Page 106: MOTORI skripta

4.2.2. DVOTAKTNI MOTORI

Kod dvotaknih motora radni ciklus se obavi u dva hoda klipa, tj. u toku jednog obrtaja kolenastog vratila. Ta dva hoda su hod sabijanja i hod širenja.

Proces sagorevanja u dvotaktnom motoru je isti kao i kod četvorotaktnog motora, tako da i ovi motori mogu biti:

1. oto i 2. dizel.

Kod dvotaktnih motora sveža radna materija mora se uvek prethodno sabiti na pritisak veći od atmosferskog. Predsabijanje se

tiž k išć j d j t kli ilipostiže korišćenjem donje strane klipa ili posebnim napojnim kompresorom.

103

Princip rada dvotaktnog motora

Page 107: MOTORI skripta

I. Takt sabijanja, 2. Takt širenja,Tok pritiska u

cilindru motora (p-V)

Skica dvotaktnog motora sa predsabijanjem radne materije u motorskoj kućici

104

Page 108: MOTORI skripta

a) b) c) d) T k iti k ili d t ( V)

a) širenje , c) ispiranje radnog prost.b) početak izduv., d) sabijanje

a) b) c) d) Tok pritiska u cilindru motora (p-V)

Principijelni način odvijanja ciklusa dvotaktnog motora sa kompresorom

105

Page 109: MOTORI skripta

Osnovna razlika između dvotaktnogp - V dijgram

p – V dijagram

Četvorotaktni motor Dvotaktni motor

Osnovna razlika između dvotaktnog i šetvorotaktnog motora je u načinu izmene radne materije. Kod dvotaktnog motora za izmenu radne V

takt punjenja i ispiranja

materije koristi se završni deo hoda širenja i početni deo hoda sabijanja, tj. ona faza ciklusa kada se klip

I - takt usisavanja

takt punjenja i ispiranja

nalazi u blizini UMT. Dovođenje sveže radne materije i odvođenje produkata sagorevanja vrši se, obično kroz otvore na cilindarskoj

II – takt sabijanjatakt sabijanja

obično, kroz otvore na cilindarskoj košuljici u blizini UMT, koje u datom trenutku otvara i zatvara klip. Kod dvotaktnih motora klip osim svoje

III – takt širenjatakt širenja

dvotaktnih motora klip, osim svoje osnovne uloge formiranja radnog prostora, obavlja i razvođenje radne materije.

IV – takt izduvavanjatakt izduvavanja i početak punjenja

106

j

Taktovi radnog ciklusa četvorotaktnog i dvotaktnog motora

Page 110: MOTORI skripta

4.3. PODELA MOTORA PO KONSTRUKTIVNOM IZVOĐENJUPrema konstruktivnom izvođenju motori se mogu podeliti uPrema konstruktivnom izvođenju motori se mogu podeliti u sledeće grupe:

- prema broju cilindara- prema broju cilindara, - prema položaju cilindara, - prema rasporedu cilindara,

107

Page 111: MOTORI skripta

4 3 1 PREMA BROJU CILINDRA4.3.1. PREMA BROJU CILINDRA

Po broju cilindra motori mogu biti:j d ili d ič i i- jednocilindrični i

- višecilindrični.

Višecilindrični motori mogu biti sa dva tri trideset i šest cilindaraVišecilindrični motori mogu biti sa dva, tri ....trideset i šest cilindara (avionski zvezdasti motori). Kao posledica povećanja broja cilindra nastaje, sa jedne strane, povećanje snage motora a sa druge potreba za lakšim materijalima za izradu istih.

4.3.2. PREMA POLOŽAJU CILINDRA

za lakšim materijalima za izradu istih.

- vertikalnih i l i (l ž ći) i

Prema položaju cilindra, u odnosu na horizontalnu ravan, motori mogu biti:

- horizontalni (ležeći) i - pod uglom (kosi)

108

Page 112: MOTORI skripta

4.3.2.1. Motori sa vertikalim položajem cilindara

Motori sa vertikalnim položajem cilindra su najčešće korišćeni zbog najjednostavnije gradnje, prirodnog toka ulja i rashladne tečnosti lakog opsluživanja i sl

p j

tečnosti, lakog opsluživanja i sl.

Ovi motori mogu biti:

t j ći i

Vertikalni stojeći motor može

- stojeći i - viseći.

jse smatrati kao normalno izvođenje, jer se najčešće i najveći broj motora izvode sa ovakvim položajem cilindara. Vertikalni viseći motor je u primeni kod avio motora.

stojeći viseći

Skica vertikalnog motora

109

Skica vertikalnog motora

Page 113: MOTORI skripta

M t i h i t l i l ž j

4.3.2.2. Motori sa horizontalnim položajem cilindara

Motori sa horizontalnim položajem klipova primenjuju se u onim uslovima kada njihov smeštaj to zahteva To je najčešća situacijazahteva. To je najčešća situacija kod nekih autobusa ili transpotrnih mašina.

Ski t h i t l i kli iSkica motora sa horizontalnim klipovima

4.3.2.3. Motori sa koso postavljenim cilindrima

Danas se mogu, ređe, sresti i motori sa koso postavljenim cilindrima. Ovakvi motori se, u ,zavisnosti od raspoloživog smeštajnog prostora, mogu sresti kod svih vozila.

110

Skica motora sa koso postavljenim cilindrima

Page 114: MOTORI skripta

4.3.3. PREMA RASPOREDU CILINDRA

Po međusobnom rasporedu cilindara imamo veliki broj mogućnosti konstruktivnog izvođenja motora. Raspored cilindara diktiran je uslovima što manjeg gabarita i težine, što boljeg uravnoteženja, ravnomernog razmaka paljenja i dr.

Obzirom na raspored cilindara postoje sledeće konstruktivne

- redni (linijski) motori,- zvezdasti motori

Obzirom na raspored cilindara postoje sledeće konstruktivne izvedbe motora:

- zvezdasti motori,- V - motori,- W - motor,- bokser B – motor,bokser B motor,- X – motor,- H – motor,- dvoklipni linijski motori, - ∆ - motor (delta) i dr.

111

Page 115: MOTORI skripta

Redni ili linijski motori predstavljaju najraniju fazu u projektovanju motora. 4.3.3.1. Redni (linijski) motori

j p j j j j p j jKod njih su cilindri poređani u jednom redu i mogu se praviti od dva do osam cilindra u jednom redu a nekada i više. Kod linijskih motora cilindri su poređani jedan pored drugog. Ose cilindra su im paralelne i u istoj su ravni. Bitno je da svakom cilindru odgovara jedno koleno kolenastog vratila tj. broju kolena kolenastog vratila odgovara broj cilindara. Motori, sa manjim brojem cilindara, se najčešće izvode kao redni.

Prednost ovih motora je: - jednostavna k t k ijkonstrukcija.

Mana im je: - kod većeg broja cilindara potrebna je velika dužina agregata, i samim tim nije pogodan

č d jza poprečnu ugradnju.

112Redni ili linijski motori

Page 116: MOTORI skripta

4.3.3.2. Zvezdasti motori

Zvezdasti motori su oni kod kojih su cilindri poređani zrakasto u jednoj ravni, upravnoj na uzdužnu osu kolenastog vratila. Kod ovih motora svi klipovi, koji su raspoređeni u jednoj zvezdi, deluju na jedno koleno k l t til d t j d l kli j č ( i ij 1kolenastog vratila posredstvom jedne glavne klipnjače (pozicija 1 na slici) i ostalih sporednih klipnjača (pozicija 2 na slici).

Zvezdasti motor može imati i više ovako definisanih zvezda. Tada su zvezde postavljene jedna zasu zvezde postavljene jedna za drugom, ugaono pomerene za određeni ugao, i svaka deluje na svoje koleno na vratilu. Ovakvasvoje koleno na vratilu. Ovakva gradnja primenjena je kod avio motora..

113Zvezdasti motor

Page 117: MOTORI skripta

4.3.3.3. V-motori

Zbog kompaktnije konstrukcije V - motori se često mogu sresti u praksi. Levi i desni blok cilindara postavljeni su pod uglom i ose cilndara seku se u osi kolenastog vratila. g

Ugao postavljanja cilindara zavisi od broja cilindara i taktnosti, kao i od raspoloživog prostora za ugradnjuraspoloživog prostora za ugradnju motora. Cilindri mogu biti raspoređeni pod uglom od 60o do 120o.

114

V - motori

Page 118: MOTORI skripta

Ovi motori su pogodni za poprečnu ugradnju u vozilu, p p g jjer su kraći u odnosu na linijske. Prednost ovih motora je ta da su relativno kratki a najveći nedostatak im je taj da su srazmerno široki, imaju dve odvojene glave cilindara i zbog toga zahtevaju većezbog toga zahtevaju veće troškove konstrukcije i veći prostor za smeštaj.

115V- motori

Page 119: MOTORI skripta

Da bi se u nižoj klasi kod poprečne ugradnje motora mogla ponuditiDa bi se u nižoj klasi kod poprečne ugradnje motora mogla ponuditi prihvatljivija (kraći i relativno uži motori) varijanta dalji razvoj je doveo do VR – motora.

Kod ovih motora cilindri su postavljeni u V formi pod uglom od 15o i smešteni su u dosta tankom i iznad svega kratkom bloku motora. Pored toga, za razliku od prethodnih konstrukcija ovaj motor ima samo jednu glavu cilindra.

116

VR – motori

Page 120: MOTORI skripta

4.3.3.4. W-motori

Motori sa tri reda cilindara postavljenih u obliku slova W nazivaju se W motori. Ovo su motori sa tri i više grana cilindara čije se ose seku u osi kolenastog vratila.

117W - motor

Page 121: MOTORI skripta

U praksi W motori mogu nastati i spajanjem d l l V t j d ičkidva paralelna V motora sa zajedničkim izvodom snage, tj. po Baukasten principu u jednom motoru spojene su po dve VR grupe Cilindri jedne grupe stoje pod uglomgrupe. Cilindri jedne grupe stoje pod uglom od 15o dok su obe VR grupe postavljene pod V uglom od 72o.

Kod razvoja W motora pošlo se od linijskih motora. Spajanjem linijskih motora preko V, VR motora došlo se W motora. Mnogi konstrukcioni deliovi VR i W motora su potpuno isti, kao što su:ventili, ventilske opruge, prstenasta

diš il kl k li l isedišta ventila, klackalice, elementi za uravnoteženje ventilskog zazora i dr.Na ovaj način se može proizvesti veliki broj delova u seriji čime se smanjuje

118

broj delova u seriji čime se smanjuje cena i poboljšava kvalitet delova.

Page 122: MOTORI skripta

Ako pogledamo šestocilindrične motore videćemo veliku razliku u gabaritima kao i u onosu širine i dužine. Na slici dat je veći broj oblika g j jcilindarskih glava kao i mogućnosti nastajanja pojedinih oblika.

119

Pregled razvoja motora

Page 123: MOTORI skripta

Kompaktnost i konstruktivne prednosti pjednog W motora u odnosu na V motor najupečatljivije se vidi na primeru jednog osmocilindričnog motora iste zapremine.

120

Prikaz osmocilindričnog W i V motora

Page 124: MOTORI skripta

4.3.3.5. Bokser B-motor

Ovaj motor spada u grupu horizontalnih motora. Kod njega klipovi se kreću jedan naspram drugog dolazeći istovremeno u SMT i UMT.

Bokser B – motorOdlika ovih motora je što se postiže dobro uravnoteženje i to pre svega zahvaljujući suprotno smernom kretanju klipova u pojedinim parovima cilindra. Ovi motori imaju malu visinu ali veću meru u pravcu ose cilindra. Pogodni su za ugradnju na motorcikle.

121

Page 125: MOTORI skripta

4.3.3.6. X-motor

Ovi motori maju četri niza cilindra postavljenih u obliku slova X. Ustvari X motori predsta ljaj d a V motoraX motori predstavljaju dva V motora spojena u centru, od kojih je jedan viseći a drugi stojeći.

X - motor4.3.3.7. H-motor

Kod ovih motora četri cilindra su t lj blik l H O ipostavljena u obliku slova H. Ovi

motori imaju dva kolenasta vratila u sredini i zajednički izlaz.

122H - motor

Page 126: MOTORI skripta

4.3.3.8. Dvoklipni linijski motor

Dvoklipni linijski motor, spada u grupu motora bez cilindarske glave. Kod ovih motora u jednom cilindru imamo dva klipa.

4.3.3.8. Dvoklipni linijski motor

Ovde se klipovi kreću suprotnosmerno i čelima klipova f i j t jformiraju prostor za sagorevanje. Imaju dobro uravnoteženje ali i komplikovanu konstrukciju u pogledu prenosa snagepogledu prenosa snage.

123

dvoklipni linijski motor

Page 127: MOTORI skripta

4.3.3.9. ∆ - motor (delta)

Ovaj motor spada u grupu motora bez cilindarske glave. Kod ovih motora imamo tri kolenasta vratila i tri cilindra sa po dva klipa i cilindru koji se kreću jedan naspram drugog čelima klipovacilindru, koji se kreću jedan naspram drugog, čelima klipova formirajući prostor za sagorevanje.

Na slici data je skicaNa slici data je skica dvoklipnog motora sa tri reda cilindra postavljenih u oblikupostavljenih u obliku trougla. Otuda i naziv delta motori.

Dvoklipni motori seDvoklipni motori se izvode kao dvotaktni dizel motori.

124

∆ - motor

Page 128: MOTORI skripta

4.4. PREMA BROJU RADNIH KLIPOVA U CILINDRU4.4. PREMA BROJU RADNIH KLIPOVA U CILINDRUPostoje motori sa jednim i ređe sa dva klipa u jednom cilindru. Kada su dva klipa u jednom cilindru, tada krećući se jedan naspram drugog u SMT formiraju između sebe komoru sagorevanjadrugog u SMT formiraju između sebe komoru sagorevanja.

4 5 PREMA NAČINU IZVOĐENJA KLIPNOG MEHANIZMA4.5. PREMA NAČINU IZVOĐENJA KLIPNOG MEHANIZMAPrema načinu izvođenja klipnog mehanizma postoje motori bez i sa ukrsnom glavom. Motori sa ukrsnom glavom, pored klipa i klipnjače koriste još i klipnu polugu i ukrsnu vođicu klipnjače.

Ukrsna glava

Bez ukrsne glave Sa ukrsnom glavom

125

Page 129: MOTORI skripta

4.6. PREMA NAČINU DEJSTVAPrema načinu dejstva razlikujemo sledeće motore:Prema načinu dejstva razlikujemo sledeće motore:

- jednostrukog i - dvostrukog dejstva.

Motori jednosrtukog dejstva su češće u primeni i kod njih se proces odvija samo sa jedne strane klipaodvija samo sa jedne strane klipa.

Kod motora dvostrukog dejstva proces se odvija sa obe strane klipa. Kod

Skica motora jednostrukog dejstva

1- klip, 2 klipnjača

ovih motora cilindarska košuljica mora biti zatvorena sa obe strane. Ovi motori moraju biti sa ukrsnom glavom.

2- klipnjača, 3- radilica, 4- cilindarska kočuljica, 5- gornja cilindarska glava, 6- klipna poluga,

126

7- ukrsna glava, 8- donja cilindarska glava i 9- zaptivka klipne polugeSkica motora dvostrukog dejstva

Page 130: MOTORI skripta

4.7. PREMA BRZOHODOSTI MOTORAPrema brzohodosti motore možemo podeliti na:

- sporohode sa cm < 6,5 m/s,- srednje brzohode sa 6,5 m/s < cm < 10 m/s ij ,- brzohode sa cm > 10 m/s.

gde je:Cm = 2 · S · n - srednja brzina klipaCm = 2 S n - srednja brzina klipa, S- hod klipa i n- broj obrtaja radilice motora

4.8. PREMA NAMENIPrema nameni motori mogu biti:

- stacionarni,- vozilski,- brodski,

127

,- avionski i td.

Page 131: MOTORI skripta

4.9. PREMA VRSTI HLAĐENJA

Tokom odvijanja radnog ciklusa u cilindru dolazi do sagorevanja j j g g jradne materije pri čemu se javljaju visoke temperature, preko 2000°C, koja se prenosi na delove koji su u kontaktu sa vrelim gasovima (cilindarska košuljica, glava motora, i dr). Potrebno je sa tih delova odvoditi toplotu tj. hladiti ih.

Prema načinu odvođenja toplote (hlađenja) postoje sledeći motori:

- sa vazdušnim hlađenjem i- hlađenje tečnošću.

Kod motora sa vazdušnim hlađenjem cilindarska glava i cilindar snabdeveni su potrebnim brojem rebara. Rebra služe radi povećanja površine sa koje vazduh odvodi toplotu. Vazduh, koji

ti k j til t hl di d l t

128

potiskuje ventilator, hladi delove motora.

Page 132: MOTORI skripta

U – ulaz rashladne tečnosti, I i l hl d t č ti

Motor hlađen tečnošću

I – izlaz rashladne tečnosti

Vazdušno hlađeni motor

4.10. PREMA VRSTI KORIŠĆENOG GORIVAPrema vrsti korišćenog goriva motori mogu biti:

- motori sa tečnim gorivom,- motori sa gasnim gorivom i

129

- višegorivi motori.

Page 133: MOTORI skripta

4.11. PREMA ODNOSU HODA I PREČNIKA KLIPA4.11. PREMA ODNOSU HODA I PREČNIKA KLIPAPrema odnosu hoda i prečnika klipa (s/D) motori mogu biti:

- kratkohodi s/D ≤ 1 ikratkohodi s/D ≤ 1 i - dugohodi s/D > 1.

4.12. PREMA NAČINU PUNJENJA CILINDARAPrema načinu punjenja motori se dele na:

- usisne motore i - nadpunjene motorenadpunjene motore.

Kod usinih motora usisavanje radne materije u motor vrši se prirodnim putem na osnovu razlike pritisaka u okolini i u radnom prostoru koja

t j l d k t j klinastaje usled kretanja klipa.

Kod nadpunjenih motora radna materija se prethodno sabije i kao takva dovodi u cilindar. Sabijanje radne materije se vrši u posebnom

130

kompresoru.

Page 134: MOTORI skripta

4.13. PREMA NAČINU RAZVOĐENJA RADNE MATERIJE

Prema načinu razvođenja radne materije motori mogu biti:

- sa ventilskim razvodom, - sa zasunskim razvodom i - sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom.

1. 3.Kod četvorotaktnih motora uvek se primenjuje ventilski

Ventilski razvod

uvek se primenjuje ventilski razvod.

Zasunski i kombinovani2.

Zasunski i kombinovani ventilsko-zasunski razvod se primenjuje kod dvotaktnih motora

131Zasunski razvod

Ventilsko-zasunski razvod

Page 135: MOTORI skripta

PITANJA:

NAVESTI PODELE MOTORA PO NAČINU OBRAZOVANJA1 NAVESTI PODELE MOTORA PO NAČINU OBRAZOVANJA SMEŠE. NACRTATI SKICE, OBJASNITI I DATI OSNOVNE KARAKTERISTIKE, NAVESTI DOBRE OSOBINE I MANE.

1.

NAVESTI PODELE MOTORA PO NAČINU IZMENE RADNE MATERIJE. NACRTATI SKICE I OBJASNITI PRINCIPE RADA TIH MOTORA. NACRTATI I OBJASNITI DIJAGRAME PROMENE

2.

PRITISKA (P-V) U CILINDRU MOTORA.

NABROJATI PODELE MOTORA PO KONSTRUKTIVNOM O Š S C O S O

3.IZVOĐENJU. ŠEMATSKI NACRTATI I OBJASNITI PODELU MOTORA PREMA BROJU, POLOŽAJU I RASPOREDU CILINDARA.

132

Page 136: MOTORI skripta

4. OBJASNITI I ŠEMATSKI NACRTATI PODELE MOTORA PREMA BROJU RADNIH KLIPOVA U CILINDRU, NAČINU IZVOĐENJA KLIPNOG MEHANIZMA NAČINU DEJSTVA BRZOHODOSTI IKLIPNOG MEHANIZMA, NAČINU DEJSTVA, BRZOHODOSTI I NAMENI

ŠOBJASNITI I ŠEMATSKI NACRTATI PODELE MOTORA PREMA VRSTI HLAĐENJA, VRSTI KORIŠĆENOG GORIVA, ODNOSU HODA I PREČNIKA KLIPA, NAČINU PUNJENJA CILINDARA I NAČINU RAZVOĐENJA RADNE MATERIJE

5.

NAČINU RAZVOĐENJA RADNE MATERIJE

133

Page 137: MOTORI skripta

5. RADNI CIKLUSI MOTORA5. RADNI CIKLUSI MOTORA

Radni proces u motoru odvija se po ciklusu odnosno zatvorenomkružnom procesu koji se periodično javlja tokom vremenakružnom procesu, koji se periodično javlja tokom vremena.Odvijanjem jednog ciklusa, sagorevanjem goriva, razvija se rad naračun oslobođene toplote. Veličina razvijenog rada i efikasnostcelokupne energetske transformacije zavise od načina i kvalitetacelokupne energetske transformacije zavise od načina i kvalitetaodvijanja kružnog procesa tokom radnog ciklusa motora. Pri radumotora odvija se stvarni ciklus motora.

Kod svih motora SUS radni ciklus obuhvata sledeće

1. punjenje cilindra svežom radnom materijom,2 sabijanje sveže radne materije

Kod svih motora SUS radni ciklus obuhvata sledeće procese:

2. sabijanje sveže radne materije, 3. sagorevanje, 4. širenje produkata sagorevanja i 5 izbacivanje produkata sagorevanja iz cilindra

134

5. izbacivanje produkata sagorevanja iz cilindra.

Page 138: MOTORI skripta

D bi b lj l d i i d i čili j ž iji f kt i dDa bi se bolje sagledao princip rada i uočili najvažniji faktori, odkojih zavisi kvalitet odvijanja radnog ciklusa motora proučićemoodvijanje kružnog procesa u motoru. Odvijanje ovih procesapraćeno je energetskim gubicima koji su rezultat velikog brojapraćeno je energetskim gubicima, koji su rezultat velikog brojaraznovrsnih uticaja. Osim toga intenzitet uticaja pojedinih faktorana odvijanje ciklusnih faza varira od motora do motora. Ovim jeotežana tačna matematička interpetacija ovih procesa i upoređenjeotežana tačna matematička interpetacija ovih procesa i upoređenjedobijenih rezultata. Zato se , često, radi lakšeg razmatranja iupoređenja ciklusa kao i analize uvode izvesna uprošćenja, pričemu se uzimaju u obzir samo najuticaniji faktori dok sej j jsekundarni zanemaruju.

U zavisnosti od nivoa uprošćenja radnih ciklusa tj. usvojenihpretpostavki mogu se definisati tri načina proučavanja radnihpretpostavki mogu se definisati tri načina proučavanja radnihciklusa:

1. Idealizirani (idealni) termodinamički ciklusi,2 Teorijski termodinamički ciklusi i

135

2. Teorijski termodinamički ciklusi i3. Realni ili stvarni radni ciklusi.

Page 139: MOTORI skripta

5.1. VRSTE TERMODINAMIČKIH CIKLUSA

Bazu svih termodinamičkih ciklusa čini idealni Karno (Carnot)ciklus. Karno ciklus sastavljen je od izentropa sabijanja i širenja iizotermi dovođenja i odvođenja toplote, koji definiše važan postulat;ekonomičnost ciklusa je utoliko veća ukoliko je veći odnosmaksimalne prema minimalnoj temperaturi ciklusa (Tmax/Tmin).

U teoriji i termodinamici motora SUS tretiraju se uglavnom tri ciklusa: 1. oto ciklus, 2. dizel ciklus i 3. sabate ciklus ili kombinovani ciklus.

136

Page 140: MOTORI skripta

5.1.1. TEORIJSKI OTO CIKLUS (idealni)

Teorijski oto ciklus je termodinamička osnova oto motora. Osnovnakarakteristika je dovođenje toplote Q1 pri konstantnoj zapremini uSMT i odvođenje toplote Q2 pri konstantnoj zapremini u UMT . Ovajj p p j p jzatvoreni kružni proces sastoji se iz sledećih faza:

1 2 izentropa sabijanja1-2 izentropa sabijanja, 2-3 izohorsko dovođenje toplote Q1 3-4 izentropa širenja, 4-1 izohorsko odvođenje toplote Q2j p 2

SMT UMT

Wt

137

teorijski oto ciklusaproksimacija stvarnog oto ciklusa u teorijski.

Page 141: MOTORI skripta

5.1.2. TEORIJSKI DIZEL CIKLUS5.1.2. TEORIJSKI DIZEL CIKLUS

Osnovna karakteristika ovog termodinamičkog ciklusa jeste dovođenje toplote pri konstantnom pritisku. O j ikl j d fi i l d ći fOvaj ciklus je definisan sledećim fazama:

1-2 - izentropa sabijanja, 2-3 – izobarsko dovođenje toplote Q1, 3-4 – izentropa širenja i 4-1 – izohorsko odvođenje toplote Q2

Aproksimacija stvarnog dizel

138

p j gciklusa u teorijski. Teorijski dizel ciklus

Page 142: MOTORI skripta

5.1.3. TEORIJSKI SABATE (KOMBINOVANI) CIKLUS

Ovaj ciklus naziva se i kombinovani ciklus jer je kombinovano dovođenje toplote Q1 i to jednim delom pri konstantnoj zapremini (izohorski) a drugim delom pri konstantnom pritisku (izobarski) Odvođenje toplote jedrugim delom pri konstantnom pritisku (izobarski). Odvođenje toplote je pri konstantnoj zapremini.

Faze ovog termičkog ciklusa su:

1-2 izentropa sabijanja, 2-3’ izohorsko dov. topl. 3’-3 izobarsko dov. topl. p3-4 izentropa širenja 4-1 izohorsko odv. toplote

Aproksimacija stvarnog ciklusa teorijskim sabate ciklusom Teorijski sabate ciklus

139

Page 143: MOTORI skripta

5 2 STVARNI RADNI CIKLUS MOTORA5.2. STVARNI RADNI CIKLUS MOTORA

Stvarni radni ciklus dosta odstupa i od idealiziranog ali i od teorijskog. Kod stvarnog radnog ciklusa nisu jasno odvojene pojedine faze i fizičkoKod stvarnog radnog ciklusa nisu jasno odvojene pojedine faze i fizičko hemijski procesi jedan od drugog.

Osnovna odstupanja stvarnih ciklusa od teorijskih nastaju usled:

1. dovođenje toplote je kontinualan proces sagorevanja praćen gubicima i nesavršenostima,

2 t j i bi i t k j j i ž j j t t j i2. strujni gubici tokom punjenja i pražnjenja motora postoje i ne mogu se zanemariti,

3. toplotni gubici na okolinu putem rashladne tečnosti su znatni posebno tokom sagorevanja i

4. postoje i drugi energetski gubici (nezaptivenost, zračenje, nepotpuno sagorevanje,deregulacija).nepotpuno sagorevanje,deregulacija).

140

Page 144: MOTORI skripta

Stvarni radni ciklus je kontinualni kompleksni proces u kome selić ličiti fi ičk h ij ki i k ji či d i ikl jprepliću različiti fizičko hemijski procesi koji čine radni ciklus a ovaj

razvija mehanički rad.

Mogu se uočiti četri glavna procesa koji se nadovezuju:

I - proces izmene radne materije, II - proces sabijanja,

koji se nadovezuju:

III - proces sagorevanja i IV - proces širenja

Ova četri procesa treba razlikovati od taktova motora. Oni uvek postoje bilo da se radi o dvo ili

Stvarni radni ciklus četvorotaktnog motora

jčetvorotaktnom motoru.

141

Page 145: MOTORI skripta

Proces izmene radne materije obuhvata pražnjenje radnog prostora odstrane sagorelih gasova iz prethodnog ciklusa i punjenje radnogprostora svežom radnom materijom. Od kvaliteta ovog procesa zavisikoličina novog punjenja koja ulazi u proces i od koje zavisi razvijenakoličina toplote i snaga motora.

Proces sabijanja svežeg punjenja obezbeđuje povoljne uslove za obavljanje efikasnog sagorevanja na višim pritiscima i temperaturama. Imajući u vidu neizbežne toplotne gubitke, proces sabijanja u motoru je j p g , p j j jpolitropskog karaktera pri čemu je eksponent politrope manji od odgovarajućeg eksponenta izentropskog sabijanja jer se u ukupnom bilansu toplota mahom predaje sa gasa na okolne zidove.

Proces sagorevanja omogućuje oslobađanje toplote i povišenje energetskog potencijala radnog fluida kao preduslova za dobijanje mehaničkog rada. Način i tok sagorevanja u mnogome zavisi od kvaliteta obrazovanja smeše. Od kvaliteta sagorevanja zavise energetske, ekonomske i ekološke karakteristike motora.Proces širenja omogućuje dobijanje rada na račun potencijalne energije sagorelog gasa. Ovaj proces je politropskog karaktera jer je razmena toplote sa okolinom tokom ovog procesa znatna.

142

Page 146: MOTORI skripta

5.2.1. PROCES IZMENE RADNE MATERIJE

1. što potpunije odstrani interne produkte sagorevanja iz prethodnog ciklusa i

Zadatak ovog procesa je da:

2. punjenje cilindra svežom radnom materijom.

1 K fi ij t t lih k ji d đ j l tiγKvalitet ovog procesa se definiše na osnovu tri faktora:

1. Koeficijenta zaostalih gasova , koji određuje relativnu količinu inertnih zaostalih gasova koji se iz prethodnog prenesu u novi ciklus. Ovaj koeficijent predstavlja merilo pražnjenja cilindra nakon izbacivanja iskorišćenih produkata sagorevanja

cilindra nakon izbacivanja iskorišćenih produkata sagorevanja.

rM=γ

Može se izraziti kao:

Mr - količina (broj molova) zaostalih produkata i

gr M

γgde je:

r ( j ) pMg - količina (broj molova) svežeg punjenja.

143

Page 147: MOTORI skripta

2. Koeficijent punjenja . Predstavlja merilo kvaliteta punjenja cilindra svežom radnom materijom.vη

stvv m

m=η

teorm

m t - masa svežeg punjenja nakon procesa punjenja i

gde je:

mstv - masa svežeg punjenja nakon procesa punjenja imteor - teorijska masa punjenja radnog prostora

3 S ifič i d i d t ij ( d ji iti k3. Specifični rad procesa izmene radne materije (srednji pritisak pumpnog rada ∆pp). Predstavlja merilo energije utrošene na savlađivanje strujnih otpora procesa punjenja i pražnjenja cilindra. Kada se punjenje vrši prirodnim usisavanjem (putem depresijeKada se punjenje vrši prirodnim usisavanjem (putem depresije stvorene u cilindru) ovaj rad je negativan. Ovaj rad je pozitivan kada se punjenje radne materije vrši prinudom tj. pod nadpritiskomnadpritiskom.

144

Page 148: MOTORI skripta

5.2.1. 1. PROCES IZMENE RADNE MATERIJE ČETVOROTAKTNOG MOTORA SUS SA PRIRODNIM USISAVANJEMMOTORA SUS SA PRIRODNIM USISAVANJEM

Veliki broj četvorotaktnih motora obavlja proces punjenja naVeliki broj četvorotaktnih motora obavlja proces punjenja naračun depresije koju stvara klip u cilindru kretanjem od SMTka UMT. Kod četvorotaktnih motora SUS proces izmene radnematerije započinje otvaranjem izduvnog ventila kroz koji seizbacuju produkti sagorevanja, od prethodnog ciklusa azavršava se zatvaranjem usisnih ventila.

I d t ij t j iš dIzmena radne materije traje više oddva takta, odnosno hoda klipa, isastoji se od:

- procesa izduvavanja i - procesa usisavanja.

145

Page 149: MOTORI skripta

5 2 1 2 PROCES IZMENE RADNE MATERIJE ČETVOROTAKTNOG5.2.1. 2. PROCES IZMENE RADNE MATERIJE ČETVOROTAKTNOG MOTORA SUS SA NADPUNJENJEM

Koefijent punjenja bitno zavisi od gustine svežeg punjenja. Zato jedan veoma praktičan način za povećanje snage motora je povećanjem količine punjenja povećanjem njegove gustine. Povećanje gustine punjenja se ostvaruje putem ubacivanja svežeg punjenja pod određenim nadpritiskom u radni prostor . Ubacivanje svežeg punjenja se vrši dodatnim kompresorom

klj č i i t d j juključenim u sistem nadpunjenja.

U primeni su dva sistema natpunjenja motora:

- sistem natpunjenja sa mehaničkim kompresorom i - sistem natpunjenja sa turbokompresorom.

146

Page 150: MOTORI skripta

5.2.1. 2. 1. SISTEM NADPUNJENJA SA MEHANIČKIM KOMPRESOROM

Kod ovog sistema natpunjenja centrifugalni (ili neki drugi) kompresor zapreminskog tipa (sa obrtnim klipovima, krilcima i sl.) pokretan kolenastim vratilom usisava i sabija sveže punjenje.pokretan kolenastim vratilom usisava i sabija sveže punjenje.

Ovim se povećava gustina punjenja a samim tim i koeficijent punjenja motora.

Prednosti primene ovakvog kompresora su:Prednosti primene ovakvog kompresora su:- jednostavnost konstrukcije i - manja cena kompresora.

Mana primene ovakvog kompresora je:-ta što kompresor troši deo, već razvijene snage što pogoršava ekonomičnost motora

Skica sistema natpunjenja mehaničkim kompresorom

snage, što pogoršava ekonomičnost motora

Zbog toga se ovi sistemi danas manje primenjuju i to kod avio motora i specijalnih

t ć d k ič t ij

147

motora veće snage gde ekonomičnost nije primarna.

Page 151: MOTORI skripta

5.2.1. 2. 2. SISTEM NATPUNJENJA POMOĆU TURBOKOMPRESORA

Kod ovog sistema kompresor, koji obezbeđuje pritisak natpunjenja, pokretan je od strane turbine koja koristi energiju izduvnih gasova koji izlaze iz cilindra sa znatnim pritiskom i temperaturom.

Skica sistema natpunjenja ć t b k

Šestocilindrični natpunjeni motor sa t b k

Turbo kompresor za pogon koristi energiju izduvnih gasova i ne opterećuje motor, što mu je velika prednost. Mana mu je složenija

pomoću turbokompresora turbokompresorom

148

konstrukcija i veća cena.

Page 152: MOTORI skripta

Sa dijagrama pritiska se vidi da je linija izduvavanja ispod linije punjenja. Ovakav tok pritiska treba očekivati kod mehaničkog p j j p gnatpunjenja i turbo punjenja bez regulacije pritiska iza kompresora korišćenog kod najvećeg broja dizel motora. Prednost ovakvog toka pritiska je što je rad procesa izmene radne materije pozitivan.

pk - pritisak iza kompresora, pa pritisak punjenjapa - pritisak punjenja, pr - pritisak izduvavanja i po - pritisak okoline.

Tok izmene radne materije motora sa t j j

Rad izmene radne materije ne mora uvek biti pozitivan. On je negativan kod turbopunjenja sa ograničenim pritiskom iza kompresora Ovakva regulacija turbopunjenja se koristi kod oto

natpunjenjem

149

kompresora. Ovakva regulacija turbopunjenja se koristi kod oto motora i manjih brzohodih dizel motora. Tada su otpori koje stvara turbina takvi da je opet pritisak izduvavanja veći od pritiska punjenja.

Page 153: MOTORI skripta

- motori malog pritiska natpunjenjaKod motora se koriste (uglavnom) tri nivoa natpunjenja i to:

motori malog pritiska natpunjenja, - motori srednjeg pritiska natpunjenja i - motori velikog pritiska natpunjenja.

Kod motora malog pritiska natpunjenja je odnos pk/p = 1 3 ÷ 1 8 OviKod motora malog pritiska natpunjenja je odnos pk/po= 1,3 ÷ 1,8. Ovi sistemi se koriste kod mehaničkog natpunjenja i turbopunjenja oto motora ili slabije forsiranih dizel motora. Tada se postiže povećanje snage do 50% bez značajnijeg poboljšanja ekonomičnosti motora.snage do 50% bez značajnijeg poboljšanja ekonomičnosti motora.

Kod motora srednjeg pritiska natpunjenja je odnos pk/po= 1,8 ÷ 2,5. Ovi sistemi se koriste kod većine brzohodih dizel motora. Tada se postiže značajno poboljšanje ekonomičnosti motoraznačajno poboljšanje ekonomičnosti motora.

Kod motora velikog pritiska natpunjenja je odnos pk/po= 2,5 ÷ 3,5. Ovi sistemi su novijeg datuma i cilj im je da obezbede maximalne prednosti natpunjenja. Uglavnom se koriste kod motora velike snage transportnih i specijalnih vozila.

Poseban značaj imaju motori sa turbopunjenjem srednjeg i velikog pritiska

150

Poseban značaj imaju motori sa turbopunjenjem srednjeg i velikog pritiska kada se postiže znatno poboljšanje snage i ekonomičnosti..

Page 154: MOTORI skripta

Porastom pritiska natpunjenja rastu mehanička i termička opterećenja, koja postaju ograničavajući faktor primene natpunjenja. Kod OTO motora oja postaju og a ča ajuć a to p e e atpu je ja od O O oto aje još problem i pojava detonacija. Zato ovi motori ostaju na nižim pritiscima. Zbog termičkih opterećenja dolazi i do smanjenja gustine punjenja. Da

N jč šć i ji i

bi se ovaj efekat ublažio uvodi se međuhlađenje punjenja. Ono se danas obavezno uvodi kod OTO motora i turbopunjenja srednjeg i velikog pritiska kod dizel motora.

Najčešće primenjivani sistemi su:a) Usisni motor, b) natpunjeni motorb) natpunjeni motor, c) natpunjeni motor sa hlađenjem, d) natpunjeni motor sa ) p jregulacijom pritiska natpunjenja i e) natpunjeni motor sa hlađenjem i regulacijom

151

hlađenjem i regulacijom pritiska natpunjenja.

Page 155: MOTORI skripta

5.2.1. 3. PROCES IZMENE RADNE MATERIJE DVOTAKTNIH MOTORA

Izmena radne materije, kod ovih motora tj pražnjenje i punjenje se većim delom obavlja istovremeno (oko UMT). Ceo proces zahvata manji deo širenja (kraj) i početak sabijanja Ovaj proces traje domanji deo širenja (kraj) i početak sabijanja. Ovaj proces traje do 150oKV. Kod četvorotaktnih motora ovaj postupak traje do 450º KV.

1-sabijanje, 2-širenje, IK-izlazni kanal iIK-izlazni kanal i UK-ulazni kanal.

Tok pritiska u cilindruSkica izmene radne

152

Tok pritiska u cilindru dvotaktnog motora.

S ca e e ad ematerije

Page 156: MOTORI skripta

Ceo proces se može razdvojiti u tri karakteristične faze:faze:

a – otvaranje izlaznog kanala, b – otvaranje ulaznog kanala, c – UMT, d zatvaranje ulaznog kanalad – zatvaranje ulaznog kanala. e – zatvaranje izlaznog kanala, IK – izlazni kanal, PK – ulazni kanal, p pritisak prelivanja

a

pk – pritisak prelivanja, pi – pritisak u izduvu

Prva faza a-b - slobodno isticanje započinje otvaranjem IK i podPrva faza, a-b - slobodno isticanje, započinje otvaranjem IK i pod dejstvom pritiska u cilindru produkti sagorevanja istrujavaju. Druga faza. b-c-d – ispiranje cilindra, započinje otvaranjem PK tako da istovremeno pod uticajem nadpritiska dolazi do ubacivanja svežegistovremeno pod uticajem nadpritiska dolazi do ubacivanja svežeg punjenja i izbacivanja produkata sagorevanja. Ovaj proces traje sve dok klip posle prolaska kroz UMT ne zatvori PK. Treća faza. d-e – naknadno isticanje, ovu fazu imaju motori kod kojih j j jklip prvo zatvara PK pa onda IK. Ova faza nije poželjna jer se gubi i deo svežeg punjenja.

153

Page 157: MOTORI skripta

5 3 PROCES SABIJANJA5.3. PROCES SABIJANJA

Nastaje posle procesa punjenja cilindraNastaje posle procesa punjenja cilindra radnom materijom.

Zadatak ovog procesa je:

- da obezbedi povoljan energetski nivo za odvijanje procesa sagorevanja i poveća njegovu efikasnost i

da uz korišćenje klipnog mehanizma povećanjem stepena

Zadatak ovog procesa je:

- da, uz korišćenje klipnog mehanizma, povećanjem stepena sabijanja obezbedi dovoljan stepen širenja u cilju postizanja što veće ekonomičnosti motora.

- porast mehaničkih i termičkih opterećenja delova motora. - dopunsko ograničenje je kod OTO motora je i pojava

Osovna ograničenja pri povećanju stepena sabijanja su:

samopaljenja i detonacija pri sagorevanju.

154

Page 158: MOTORI skripta

Da bi se sprečilo detonatno sagorevanje (kod oto motora), stepen sabijanja se tako definiše da temperatura na kraju sabijanja (Tc ) ispunjava sledeći uslov:

Tcoto = Tb

sp – (50 ÷ 100)

gde je:Tb

sp = 800 ÷ 850 o K, temperatura samopaljenja benzina

Kod dizela je zahtev suprotan pa je:

Tcdizel= Td

sp + (200 ÷ 300)

gde je:

Tdsp = 700 ÷ 750 o K, temperatura samopaljenja dizela

Zbog toga se stepen sabijanja kreće za:- OTO motore 7 do 10 i- za DIZEL 16 do 22.

155

Page 159: MOTORI skripta

5.4. PROCES SAGOREVANJAProces sagorevanja je uslovljen načinom obrazovanja smeše. Zavisnood toga zavisi da li se motor približava oto ili dizel principu rada. Bezobzira o kom principu rada se radi formiranje smeše započinje odobzira o kom principu rada se radi formiranje smeše započinje odmomemta doziranja goriva u struju vazduha, nakon čega se mešaju ipočinje isparavanje goriva da bi došlo do iniciranja zapaljenja isagorevanja stvorene smeše.sago e a ja st o e e s eše

156

Način (mesto) formiranja smeše kod oto i dizel motora

Page 160: MOTORI skripta

Važan faktor sagorevanja je koeficijent viška vazduha.

Radna smeša u cilindru motora sastoji se iz:Radna smeša u cilindru motora sastoji se iz:- gorive smeše i - zaostalih produkata sagorevanja.

Goriva smeša je smeša vazduha i goriva izmešanih u određenom odnosu. Obzirom na različite uslove odvijanja sagorevanja, razlikujemo:

- sagorevanje u OTO motoru i - sagorevanje u dizel motoru

157Karakteristike sagorevanja u oto i ditel motoru

Page 161: MOTORI skripta

5.4.1. SAGOREVANJE U OTO MOTORU I NEPOŽELJNE POJAVE

Front plamena se formira nakon skakanja varnice. Jedan deo razvijenetoplote, nastale sagorevanjem, prenosi se na sledeći deo nesagorelesmeše stvarajući uslove za njeno upaljenje Tako premeštanjem frontasmeše stvarajući uslove za njeno upaljenje. Tako premeštanjem frontaplamena od svećice do suprotnog kraja komore sagori celokupna smeša.

Temperatura u oblasti sveže smešeoblasti sveže smeše je oko 800 oK, dok u zoni plamena iznosi i do 2500 oKi do 2500 K.

Karakteristika je prostiranje fronta plamena kroz komoru

Teži se da brzina prostiranja plamena bude što veća kako bi se oslobađanje toplote obavilo pri što manjoj zapremini a to je u blizini SMT.

158

Page 162: MOTORI skripta

5.4.1.1. TOK SAGOREVANJA U OTO MOTORUNa slici je prikazan tok pritiska u cilindru oto motora tokom procesaNa slici je prikazan tok pritiska u cilindru oto motora tokom procesa sagorevanja u funkciji vremena odnosno u funkciji ugla obrtanja kolenastog vratila.

Proces sagorevanja počinje skakanjem g j p j jvarnice na elektrodama svećice i traje izvestan period dok klip prolazi oko SMT.Skakanje varnice se odvija, u principu, pre SMT za izvestan ugao predpaljenja αpp koji omogućava odvijanje glavnog

Tok pritiska tokom sagorevanja u oto motoru

sagorevanja pri najmanjoj zapremini u blizini SMT. Najveći deo smeše sagori u periodu 30 ÷ 60 °KV odnosno za oko 3÷5

Proces sagorevanja sastoji se iz tri faze:

motoru ms.

I – period pritajenog sagorevanja,

159

p p j g g j ,II – period pravog sagorevanja i III – period dogorevanja.

Page 163: MOTORI skripta

5 4 1 2 NEPOŽELJNE POJAVE SAGOREVANJA U OTO MOTORU

- pojava disocijacije

5.4.1.2. NEPOŽELJNE POJAVE SAGOREVANJA U OTO MOTORU

U nepoželjne pojave sagorevanja u oto motoru spadaju:- pojava disocijacije, - pojava detonacije i

- toksičnost izduvnih gasova oto motora.

5.4.1.2.1. POJAVA DISOCIJACIJE

Disocijacija je pojava pri kojoj se stabilni produkti sagorevanja (CO2i vodena para) pri visokim temperaturama raspadaju na produkte nepotpunog sagorevanja (CO i H ) uz utrošak energije Ovaj utrošaknepotpunog sagorevanja (CO i H2 ) uz utrošak energije. Ovaj utrošak energije umanjuje efikasnost radnog ciklusa. Što je temperatura produkata sagorevanja viša to je i intenzitet disocijacije veći.

I d 2000 °K j ktič i t ji

160

Ispod 2000 °K ova pojava praktično i ne postoji.

Page 164: MOTORI skripta

5.4.1.2.2. POJAVA DETONACIJA

Detonatno sagorevanje je vid eksplozivnog ili zapreminskog sagorevanja tokom koga dolazi do trenutnog oslobađanja toplote u

5.4.1.2.2. POJAVA DETONACIJA

većem delu smeše. Ono nastaje kada se u radnom prostoru homogena smeša nađe u više tačaka u uslovima samoupaljenja. Tada dolazi do upaljenja i trenutnog sagorevanja, tog dela smeše što stvara nagli porast

iti k ili dpritiska u cilindru.

Povoljni uslovi za detonatno sagorevanje javljaju se ispred fronta plamena u delu nesagorele smeše iz sledećih razloga:

- sabijanja pod dejstvom klipa kretanjem od UMT ka SMT, - sabijanja pod dejstvom fronta plamena, odnosno širenja sagorelih gasova iza fronta plamenasagorelih gasova iza fronta plamena, - pod dejstvom prenosa toplote iz zone reakcije na smešu ispred fronta plamena i - usled zagrevanja pod dejstvom toplih mesta u komori.

161

usled zagrevanja pod dejstvom toplih mesta u komori.

Page 165: MOTORI skripta

Ukoliko se stvori više novih centara, u još nesagorelom delu smeše, doći će do bržeg oslobađanja toplote i do bržeg lokalnog porasra temperature i

Sagorevanje bez detonacija

Sagorevanje sa detonacijama

pritiska.

Promene pritiska u cilindru motoraS j d ij Promene pritiska u cilindru motoraSagorevanje sa detonacijama

Nagli porast pritiska u cilindru stvara udarno dejstvo pritiska na čelo klipa i stvara znatan porast sila u u klipnom mehanizmu. Taj porast sila izaziva

bij j lj ( j ć ) l j i đ kli ih ši i jihrazbijanje uljnog (mazajućeg) sloja između kliznih površina i njihovog udara jedna o drugu. Ovo je praćeno metalnim zvukom karakterističnim za detonacije.Kratkotrajne detonacije ne moraju da budu opasne ali dugotrajneKratkotrajne detonacije ne moraju da budu opasne ali dugotrajne detonacije mogu biti štetne po motor.Glavni problem kod detonacija je je porast mehaničkih i termičkih opterećenja motora

162

opterećenja motora.Prateće pojave jake detonacije su pad snage i gubitak ekonomičnosti.

Page 166: MOTORI skripta

Pojava detonacija kod motora moraju se sprečiti.

Na pojavu detonacija utiču sledeći faktori :- pripremni faktori, - konstruktivni i

d i f k i

- U pripremne faktore spada gorivo kao najvažniji.

- radni faktori.

- U kostruktivne spadaju:- stepen sabijanja, - konstrukcija komore za sagorevanje,

- U radne faktore spadaju:

j g j ,- materijal klipa i glave motora i - vrsta hlađenja.

- U radne faktore spadaju:- ugao pretpaljenja, - režim rada, - sastav smeše i

163

- sastav smeše i - stvaranje taloga.

Page 167: MOTORI skripta

5.4.1.2.3. TOKSIČNOST IZDUVNIH GASOVA OTO MOTORA.

Osim produkata potpunog sagorevanja u toku sagorevanja javljaju se i nepotpuni. Među njima ima i otrovnih, štetnih po zdravlje i okolinu. Njihova količina u izduvnim gasovima je i zakonski regulisana i

U grupu zakonski regulisanih produkata sagorevanja spadaju :- ugljenmonogsid (CO),

Njihova količina u izduvnim gasovima je i zakonski regulisana i ograničena.

g j g ( )- nesagoreli ugljovodonici (HC) i - azotovi oksidi (NOx).

Ugljen monoksid, nastaje kao produkt nepotpunog sagorevanja pri g j , j p p p g g j pnedostatku vazduha. Najviše nastaje pri radu sa bogatom smešom.

Nesagoreli ugljovodonici, nastaju kao produkt nezavršenog sagorevanja zbog gašenja plamena u blizini zidova Što je komora razuđenija sa višezbog gašenja plamena u blizini zidova. Što je komora razuđenija sa više hladnih zidoa ima ih više.Azotovi oksidi, nastaju kao produkt oksidacije azota pri ekstreno visokim t t k j l d j t k j (> 2200°K) Z či i ih

164

temperaturama koje vladaju tokom sagorevanja (> 2200°K). Znači ima ih pri velikim opterećenjima motora i radom sa siromašnom smešom.

Page 168: MOTORI skripta

5.4.2. SAGOREVANJE U DIZEL MOTORU I NEPOŽELJNE POJAVE

U dizel motoru se obavlja sagorevanje heterogene smeše. Heterogena smeša se obrazuje ubrizgavanjem goriva u prethodno sabijeni vazduh u

d t t T k š li t ijradnom prostoru motora. Takva smeša se pali sopstvenom energijom na račun visoke temperature sabijenog vazduha. Temperatura sabijenog vazduha je viša od temperature samoupaljenja goriva. Sagorevanje kod koga je obrazovanje smeše i sagorevanje istovremeno naziva se difuznokoga je obrazovanje smeše i sagorevanje istovremeno naziva se difuzno sagorevanje.

Faze obrazovanja smeše i sagorevanja u dizel motoru

Prve tri faze čine obrazovanje smeše dok zadnje dve čine sagorevanje. Doziranje goriva i njegovo raspršivanje vrši se brizgačima. Mešanje goriva je preduslov za sagorevanje. Bitno je da kretanje vazduha bude g j p g j j jorganizovano vihorno, jer se time postiže kontakt vrelog vazduha i isparelog goriva.

165

Page 169: MOTORI skripta

Doziranje goriva se vrši, najčešće, hirdauličnim ubrizgavanjem pod iti k G i d b d b i t č d đ t tk ipritiskom. Gorivo mora da bude ubrizgano u tačno određenom trenutku i

definisane količine po definisanom zakonu ubrizgavanja. Jedan od posebnih zadataka je da raspršivanje ubrizganog goriva bude u najsitnije kapljice čime bi se povećala ukupna površina mlaza goriva i ubrzalokapljice čime bi se povećala ukupna površina mlaza goriva i ubrzalo isparavanje.

Isparavanje goriva sledi odmah iza doziranja. Cilj je da što više goriva šispari kako bi se obrazovala kvalitetnija smeša za sagorevanje.

Mešanje goriva i vazduha je preduslov za j Z d t k f ijsagorevanje. Zadatak ove faze nije samo

mešanje goriva i vazduha već je i da odstrani produkte sagorevanja iz zone gde treba praviti smešu Ovo se može postićitreba praviti smešu. Ovo se može postići organizovanim vihornim kretanjem vazduha.

166

Kretanje vazduha i mlaza goriva

Page 170: MOTORI skripta

Ceo tok sagorevanja od početka ubrizgavanja do kraja oslobađanja toplote

5.4.2.1. TOK SAGOREVANJA U DIZEL MOTORU

Ceo tok sagorevanja, od početka ubrizgavanja do kraja oslobađanja toplote može se podeliti u četri faze (perioda):

I – period pritajenog sagorevanja, ili zakašnjenja upaljenja, II – period burnog ili neregularnog sagorevanja, III - period regulisanog sagorevanja i IV – period dogorevanja.

1. T - temperatura, 2. p - pritisak, 3. α - ugao obrtanja kolenastog vratila, 4. dmg/dα - tok(zakon) ubrizgavanja i 5 dQ/dα - tok oslobađanja toplote5. dQ/dα - tok oslobađanja toplote.

167tok sagorevanja u dizel motoru

Page 171: MOTORI skripta

5.4.2.2. NEPOŽELJNE POJAVE SAGOREVANJA U DIZEL MOTORU

Nepoželjne pojave tokom sagorevanja u DIZEL motoru su:- udarno sagorevanje, - dim u izduvnim gasovima idim u izduvnim gasovima i - toksična emisija.

5.4.2.2.1. UDARNO SAGOREVANJE5.4.2.2.1. UDARNO SAGOREVANJEUdarno sagorevanje, nastaje kao posledica neregulisanog burnog sagorevanja tokom drugog perioda sagorevanja. Faktori koji smanjuju intenzitet udarnog sagorevanja kod dizel

- sklonost goriva ka upaljenju,

Faktori koji smanjuju intenzitet udarnog sagorevanja kod dizel motora su:

- veliki stepen sabijanja, - visoka temperatura na kraju sabijanja, - veliko termičko opterećenje i dr.

168

Negativna posledica udarnog sagorevanja osim udarnih, mehaičkih opterećenja je buka motora.

Page 172: MOTORI skripta

Di i d i i j lj t k t ć f j

5.4.2.2.2. DIM U IZDUVNIM GASOVIMA

Dim u izduvnim gasovima, se javlja u toku treće faze sagorevanja u uslovima visokih temperatura i nedostatka kiseonika. Tada se molekuli ugljovodoničnog goriva raspadaju tako da se formira čađ kao varijanta čistog ugljenika Stvoren ugljenik se kristalizuje i spajakao varijanta čistog ugljenika. Stvoren ugljenik se kristalizuje i spaja međusobno u čestice. Čestice upijaju tečke nesagorele ugljovodonike, koji su veoma toksični i zakonski ograničeni. Sprečavanje pojave dima tokom sagorevanja može se postići:Sprečavanje pojave dima tokom sagorevanja može se postići:

- povećanjem koeficijenta viška vazduha, - inteziviranjem vihornog kretanja vazduha i

poboljšavanjem kvaliteta raspršivanja- poboljšavanjem kvaliteta raspršivanja.Povećanjem koeficijenta viška vazduha obezbeđuje se kontakt goriva i vazduha i u kasnijim fazama sagorevanja, ali se smanjuje i razvijena snaga.

Inteziviranjem vihornog kretanja vazduha u komori motora poboljšava se mešanje i omogućuje rad sa manjim viškom vazduha.Poboljšanje kvaliteta raspršivanja ubrizganog goriva može se postići;

169

j j p j g g g p ;putem povećanog pritiska ubrizgavanja, povećanjem broja otvora na brizgaču, smanjenjem otvora na brizgaču i dr.

Page 173: MOTORI skripta

T k j k d di l t f i j l d ć t k ič

5.4.2.2.3. TOKSIČNA EMISIJA

Tokom sagorevanja kod dizel motora se formiraju sledeće toksične gasne komponente:

- ugljenmonoksid (CO), li lj d i i (HC) i- nesagoreli ugljovodonici (HC) i

- azotovi oksidi NOx.Ugljenmonoksid se javlja kao posledica lokalnog manjka vazduha pri sagorevanju ilokalnog manjka vazduha pri sagorevanju i njegova koncentracija naglo raste na punom opterećenju.Nesagoreli ugljovodonici manje zavise

λpromena koncentracije izduvnih gaso a f nkciji sasta a smeše

Nesagoreli ugljovodonici manje zavise od od sastava smeše.Azotovi oksidi rastu na punom opterećenju zbog porasta temperaturegasova u funkciji sastava smeše

sagorevanja a još ima dovoljna količina kiseonika za oksidaciju azota. Emisija NOx je nešto kritičnija kod dizel motora sa direktnim ubrizgavanjem (nego kod standardnih motora ) jer kod njih na periferiji

opterećenju zbog porasta temperature

170

ub ga a je ( ego od sta da d oto a ) je od j a pe e jmlaza postoji dovoljna količina kiseonoka za oksidaciju a i temperature su dovoljno visoke za oksidaciju.

Page 174: MOTORI skripta

5.5. PROCES ŠIRENJAZadatak procesa širenja je da omogući ekspanziju produkata sagorevanja, kojom prilikom se klipu predaje pozitivan mehanički rad. Takt širenja počinje polaskom klipa iz SMT. U prvom delu hoda klipa još se odvija sagorevanje U realnom motoru ne postoji granica između procesasagorevanje. U realnom motoru ne postoji granica između procesa sagorevanja i širenja. Što se duže u taktu širenja obavlja sagorevanje to je širenje neefikasnije.

5.6. PROCES IZDUVAVANJAKod četvorotaktnih motora izduvni ventili se otvaraju ranije (pre UMT) da bi obezbedili isticanje izduvnih gasova u trenutku kada imaju veliku brzinu usled širenja. Potom gasovi se izbacuju potiskivanjem klipa. Kod dvotaktnih motora otvaranje izduvnih kanala bira se tako da do jtrenutka otvaranja prelivnih kanala istekne koliko je moguće više produkata sagorevanja. Izduvni gasovi ističu velikom brzinom tako da stvaraju veliku buku. Radi

171

g jsmanjenja buke na izduvnim kanalima postavljaju se lonci u kojima se gasovi šire, smanjuje se brzina a samim tim i buka.

Page 175: MOTORI skripta

PITANJA:

RADNI CIKLUSI MOTORA SUS OBJASNITI TERMODINAMIČKE1 RADNI CIKLUSI MOTORA SUS. OBJASNITI TERMODINAMIČKE CIKLUSE I PRIKAZATI IH U P-V I T- S KOORDINATNOM SISTEMU.

1.

2. RADNI CIKLUSI MOTORA SUS. OBJASNITI STVARNI RADNI CIKLUS MOTORA SUS, PRIKAZATI GA U P-V KOORDINATNOM SISTEMU.

3.

KOORDINATNOM SISTEMU.

OBJASNITI PROCES IZMENE RADNE MATERIJE I FAKTORE KOJI DEFINIŠU OVAJ PROCES. OBJASNITI (UZ ODGOVARAJUĆEDEFINIŠU OVAJ PROCES. OBJASNITI (UZ ODGOVARAJUĆE SKICE I DIJAGRAME) PROCES IZMENE RADNE MATERIJE ČETVOROTAKTNIH MOTORA SUS SA PRIRODNIM USISAVANJEM I SA NADPUNJENJEM.

172

Page 176: MOTORI skripta

OBJASNITI PROCES IZMENE RADNE MATERIJE I4 OBJASNITI PROCES IZMENE RADNE MATERIJE I FAKTORE KOJI DEFINIŠU OVAJ PROCES. OBJASNITI (UZ ODGOVARAJUĆE SKICE I DIJAGRAME) PROCES IZMENE RADNE MATERIJE DVOTAKTNIH MOTORA SUS.

4.

5. PROCES SAGOREVANJA U MOTORU SUS. OBJASNITI (UZ ODGOVARAJUĆE SKICE I DIJAGRAME) PROCES I

RADNE MATERIJE DVOTAKTNIH MOTORA SUS.

)NEPOŽELJNE POJAVE PRI SAGOREVANJU U OTO MOTORU.

6. PROCES SAGOREVANJA U MOTORU SUS OBJASNITI (UZ ODGOVARAJUĆE SKICE I DIJAGRAME) PROCES I NEPOŽELJNE POJAVE PRI SAGOREVANJU U DIZEL MOTORU

7. OBJASNITI (UZ ODGOVARAJUĆE DIJAGRAME) PROCESE SABIJANJA ŠIRENJA I IZDUVAVANJA KOD MOTORA SUS

MOTORU.

173

SABIJANJA, ŠIRENJA I IZDUVAVANJA KOD MOTORA SUS.